Volume 61, Issue 3 -

In this contribution the parametric approach for output coupling control is extended from lumped-parameter systems to a class of distributed-parameter systems. Thereby, the state feedback for output coupling control is characterized by the closed-loop eigenvalues and their parameter vectors. For these design parameters and the corresponding prefilter design equations are derived assuring that the outputs fulfill given algebraic relations. The geometric properties of the closed-loop eigenvectors needed for output coupling control can be determined in advance using a simple algorithm. Furthermore, a sufficient condition is obtained for output couplability. A simple heat conducting system is used to illustrate the results of the article.

Dynamic models are the prerequisite for various analysis and design tasks. Modeling of systems with significant friction effects is not an easy undertaking. In this paper, physical modeling with parameter estimation and data-driven black-box-modeling for throttles of diesel motors are presented. The models are used for hardware-in-the-loop simulation for testing Electronic Control Units (ECU).

In this paper we design a continuous, nonlinear state feedback controller that aligns the body-fixed thrust direction of a quadrotor helicopter with a constant desired direction given in an inertial coordinate system. The controller is designed based on an energy shaping approach and is able to saturate the control torques. Almost global asymptotic stability of the desired thrust direction is proven for arbitrary unknown moment of inertia matrices. Performance of the closed loop system is verified by simulations. Zusammenfassung In diesem Beitrag wird ein kontinuierlicher nichtlinearer Zustandsregler entworfen, der die körperfeste Schubrichtung eines Quadrocopters mit einer gewünschten inertialen Richtung in Übereinstimmung bringt. Der Regler wird über einen energiebasierten Ansatz entworfen und ist in der Lage die Stellmomente zu sättigen. Für beliebige unbekannte Massenträgheitsmomente wird gezeigt, dass die Wunschrichtung asymptotisch stabil ist und der Einzugsbereich, abgesehen von einem Unterraum mit Maß Null, den gesamten Zustandsraum umfasst. Die Leistungsfähigkeit der Regelung wird in Simulationen verifiziert.

The paper introduces model based control strategies for planetary rovers and novel electric vehicles. Despite the same fundamental structure of their chassis different types of controllers are preferred. The bandwidth of potential solutions is shown in the paper. Both systems are overactuated robotic vehicles with controllers for coordinating the individually controlable wheel and steering drives. For planetary rovers a model predictive control (MPC) approach is implemented that considers the specific wheel-soil contact dynamics. The solution for the dynamic road vehicles goes beyond the MPC approach. For minimizing the number of controls an inverted vehicle dynamics model is introduced such that the optimization problem is reduced on computing auxiliary variables only, which are representing the remaining degrees of freedom of the system.

In this study, 3D digital and optical microscopes were used. The aim of this study is to compare surface roughness measurement by employing the image processing methods such as line scanning, speckle and fast fourier transform with three different samples machined by different manufacturing processes. The surface roughness results from processed images were obtained using different image analysis techniques such as Dark-light technique developed by the authors. The values calculated with the proposed method were compared with the roughness values obtained from 3D digital and optical microscopes. Zusammenfassung In dieser Studie wurden verschiedene optische Verfahren wie die konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie und Digitalmikroskopie für die Experimente verwendet, mit dem Ziel diese Verfahren miteinander zu vergleichen. Dabei wurde die Oberflächenrauheit durch Verwendung der Bildverarbeitungsmethoden, wie Zeilenabtastung, Speckle und schnelle Fourier-Transformation, mit drei durch unterschiedlichen Herstellungsverfahren bearbeiteten Proben, bewertet. Die Oberflächenrauheit ergibt sich aus verarbeiteten Bilder mit Bildanalyse Techniken wie Hell-Dunkel-Technik, die von den Autoren entwickelt wurden. Die Werte, die mit der vorgeschlagenen Methode berechnet wurden, wurden mit den von 3D Digitalmikroskop sowie optischen Mikroskop erhaltenen Rauheitswerten verglichen.

Zusammenfassung In this publication, we describe the novel ImageNets framework which enables developers with low programming knowledge to rapidly create efficient high performance image processing algorithms and which is available under an open source license. The performance of this novel tool has been compared with the simple to use Image Processing Toolbox of MATLAB/Simulink. A group of 49 students, attendees of a robot vision lecture, had to solve an image processing task using both tools. Different evaluation criteria have been measured or determined by interrogation of the students. The advantage of the new tool ImageNets has become clearly visible. Zusammenfassung In diesem Artikel stellen wir das neue Rahmenwerk ImageNets vor, das bei geringen Programmierkenntnissen die schnelle Entwicklung leistungsfähiger, effizienter Bildverarbeitungsalgorithmen ermöglicht und unter einer Open Source Lizenz frei verfügbar ist. Die Leistungsfähigkeit des neuen Tools wurde in einen Vergleichstest zwischen ImageNets und der vergleichbar leicht zu nutzenden Image Processing Toolbox von MATLAB/Simulink ermittelt. Eine Gruppe von 49 Studenten, Teilnehmer einer Vorlesung über Bildverarbeitung in der Robotik, hatten dazu eine Bildverarbeitungsaufgabe mit beiden Tools zu lösen. Die verschiedenen Beurteilungskriterien wurden gemessen oder durch Abfrage der Studenten ermittelt. Der Vorteil des neuen Tools ImageNets kann so klar nachgewiesen werden.