Volume 55, Issue 11

In der vorliegenden Arbeit wird die Echtzeitimplementierung eines algebraischen Verfahrens zur Schätzung von Zeitableitungen gemessener Signale vorgestellt. Ausgehend von einer Taylorreihendarstellung des betrachteten Signals werden mit Methoden der Operatorenrechnung Berechnungsvorschriften für Zeitableitungen beliebiger Ordnung hergeleitet. Diese können effizient in Echtzeit ausgewertet werden. Im vorliegenden Fall wird Matlab/Simulink als Werkzeug eingesetzt. Mit Hilfe eines Codegenerators und eines Target-Compilers können die Echtzeitroutinen mühelos auf verschiedene Zielplattformen übertragen werden. An Hand eines praktischen Anwendungsbeispiels wird die Leistungsfähigkeit des Ansatzes demonstriert. In this article, a realtime implementation of an algebraic method for estimating the time derivatives of measured time signals is presented. Based on a Taylor series expansion of the time signal, elementary techniques from operational calculus are used for deriving estimator formulas for time derivatives of arbitrary order. These formulas may be evaluated very efficiently, in realtime. This task is solved by Matlab/Simulink by means of which resorting to code generation libraries and target link compilers realtime routines can easily be transferred to different target architectures. A laboratory setup demonstrates the applicability and impressing performance in practice.

Dieser Beitrag gibt zunächst einen Überblick über wichtige Methoden der Erreichbarkeitsanalyse. Anhand diverser Kriterien wie Komplexität, Rechenzeit und Anwendbarkeit wird ein Verfahren ausgewählt und zur Bestimmung von Fehlergrenzwerten für die Überwachung eines elektrischen Landeklappenantriebssystemes angewendet. Mit Hilfe der nichtlinearen Simulation eines Fehlerfalles wird diese Methode abschließend validiert. In this paper, first, a short review of the most important approaches in reachability analysis is given. Based on criteria like complexity, computation time and applicability one of these methods is chosen and used to determine thresholds for the monitoring of an electrically driven flap system. This method is then validated by a non-linear simulation of a significant failure case.

The repetitive peripheral magnetic stimulation (RPMS) is an innovative approach in treatment of central paresis, e.g. after stroke. In this article we present a neuromuscular model for the RPMS-induced muscle contraction. This model is the basis for our two recent goals in research: Position controlled movement induction and automated therapy evaluation by means of system identification. In order to adapt the model parameters to the individual, a nonlinear on-line system identification method is proposed. Die repetitive periphere Magnetstimulation (RPMS) ist eine innovative Methode in der Rehabilitation zentraler Lähmungen (z.B. nach Schlaganfall). Im vorliegenden Artikel wird ein Modell der RPMS-induzierten Muskelkontraktion vorgestellt. Dieses Modell bildet die Grundlage zur positionsgeregelten Induktion funktioneller Bewegungen und für eine automatisierte Therapieevaluierung mittels Systemidentifikation. Um die Parameter des entwickelten Modells an den jeweiligen Patienten oder die jeweilige Patientin anpassen zu können, wird eine on-line-fähige Methode zur nichtlinearen Systemidentifikation vorgestellt.

Bei parallelen ereignisdiskreten Prozessen muss zwischen einem funktionsbedingten und einem zeitbedingten Nichtdeterminismus unterschieden werden. Der funktionsbedingte Nichtdeterminismus kann durch einen nichtdeterministischen Automaten beschrieben werden. Um dem zeitbedingten Nichtdeterminismus zu begegnen, sind in geeigneter Weise Warteoperationen einzufügen. Auf der Basis entsprechender systemtheoretischer Betrachtungen werden Rahmenbedingen für die Modellbildung formuliert. Die Prozessabläufe werden durch Prozessnetze beschrieben, aus denen die Steueralgorithmen generiert werden. Die entwickelte Methode wird an einem Beispiel demonstriert. In parallel discrete event processes you have to distinguish between a function-conditioned and a time-conditioned nondeterministic behaviour. The function-conditioned nondeterministic behaviour can be described by a nondeterministic automaton. In order to counteract the time-conditioned nondeterministic behaviour staying operations are to insert in a suited way. On the basis of appropriate theoretical considerations frame conditions for modelling the processes are formulated. The processes are described by process nets, from which the control algorithms are generated. The developed method is demonstrated by an example.