Dissertations / Theses on the topic 'Thermal parameters identification'
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Urukalo, Djordje. "Thermal parameters identification and internal temperature bservation of DC actuators in robotics." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0057.
Full textAbstract:
L'un des objectifs de ce travail est de mettre en œuvre une prévention de la fatigue des moteurs électriques à l'intérieur d'un robot humanoïde. Notre objectif est de développer des modèles thermiques localisés simplifiés pour des actionneurs à courant continu avec un contrôle de bas niveau, qui puissent être utilisés pour protéger le moteur d’une surchauffe et la destruction des enroulements. Le travail de recherche mené dans cette thèse est principalement centré sur la détermination des paramètres du modèle thermique et de l'influence des dits paramètres sur un actionneur réel. Deux processus d'identification différents sont mis en œuvre: une identification invasive et une identification non invasive, qui peut être peut être implémentée en temps réel. Transmission détermination de l'efficacité d'un actionneur spécifique pour deux scénarios différents se fait, où est pris en compte l'influence de la vitesse angulaire et égrenage de l'actionneur. La mise en œuvre de la prévention de la fatigue pour les moteurs électriques à l'intérieur d'un robot humanoïde est proposée dans ce travail. Les deux types d'observateurs pour l'observation interne (rotor) de la température sont implémentés, avec entrée connue et inconnue. L’observateur avec entrées connues est un observateur de Luenberger où le gain de l'observateur est bien réglé, et dans lequel la dépendance de la température à la résistance du fil de rotor est prise en compte. Travail l’observateur avec entrées non connues de température du rotor est d'une grande importance pour la robotique humanoïde, car il y a beaucoup de quantités non mesurables. Dans un système complexe tel un robot humanoïde, le temps de calcul et le prix doivent être réduits. Afin de satisfaire à ces exigeances, inconnu observateur d'entrée est recommandé. Des applications sur des robots humanoïdes (NAO) sont menées dans cette thèse, afin de valider notre travailOne of the objectives of this work is to implement fatigue prevention of electrical motors inside a humanoid robot. We aim to design the most simplified lumped thermal models for DC actuators with low-level control that can be used for motor protection to avoid too much warming and destruction of windings. The research conducted in this thesis is mainly centered on determination of thermal model parameters and influence on the thermal model parameters of a shelling actuator on real actuator benches. Two different identification processes are taken into account: invasive and non-invasive identification that can be implemented onsite in real time. Transmission efficiency determination of a specific actuator for two different scenarios is done, where is taken into account influence of angular velocity and actuator shelling. Fatigue implementation of prevention for electrical motors inside a humanoid robot is proposed in this work. The two types of observers for inner (rotor) temperature observation is conducted: rotor temperature observers with known and unknown input. Known input observer is Luenberger observer where observer gain is properly tuned and temperature dependence on rotor wire resistance is taken into account. Work on unknown input rotor temperature observer is of great importance in humanoid robotics, because there are many unmeasurable quantities. In complex system such as humanoid robots, computing time and price has to be reduced. In order to satisfy these conditions, unknown input observer is desirable to be used. Applications in humanoid robots are conducted in the thesis. In order to validate our work, NAO robot is used
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Dupuis, Quentin. "Identification des caractéristiques d'une carte électronique et de ses composants, et modélisation de leurs comportements thermiques." Electronic Thesis or Diss., Paris 10, 2023. http://www.theses.fr/2023PA100131.
Full textAbstract:
Le travail développé dans cette thèse est une contribution à l’identification via des mesures expérimentales des paramètres critiques pour la modélisation thermique d’une carte électronique et de ses composants. Dans une première partie, l’étude de l’évolution temporelle de la température de jonction d’un composant électronique soumis à une puissance thermique constante est proposée, ceci à partir de l’analyse graphique de sa Cumulative Structure Function. La présentation détaillée de toutes les étapes dans la construction de cette dernière est réalisée, ainsi que l’analyse des différents paramètres sensibles. L’identification de manière absolue des paramètres thermiques des différents matériaux d’un composant électronique est irréalisable. Néanmoins une étude relative permettant le calibrage de son modèle numérique détaillé est présentée. La seconde partie de cette thèse est consacrée à l’identification par méthodes inverses des caractéristiques d’un composant encastré au sein d’une carte électronique, à savoir sa position, ses dimensions et la puissance thermique qu’il dissipe. Pour atteindre cet objectif, un modèle numérique 3D basé sur la méthode des volumes finis a été implémenté, pour calculer en régime transitoire les transferts de chaleur par conduction qui s’établisse au sein de la structure d’étude. L’algorithme des gradients conjugués avec calcul de la variable adjointe est utilisé pour estimer les puissances thermiques volumiques dissipées, tandis que son couplage avec une fonction de minimisation unidimensionnelle permet d’identifier la position des sources de chaleur dans la profondeur de la structure. L’application de cette procédure à partir de données issues de simulations numériques ainsi que des mesures expérimentales ont permis de valider la méthode d’inversionThe work presented in this thesis is a contribution to the identification via experimental measurements of critical parameters for the thermal modelling of an electronic board and its components.First, the study of the temporal evolution of the junction temperature of an electronic component stimulated by a constant thermal power is proposed, based on the graphical analysis of its Cumulative Structure Function. All the steps involved in the construction of this function are presented in detail, together with an analysis of the various sensitive parameters. Absolute identification of the thermal parameters of the different materials of an electronic component is not feasible, but a relative study is presented to enable the calibration of its detailed numerical model.The second part of this thesis is devoted to the identification, using inverse methods, of the characteristics of a component embedded in an electronic board, namely its position, its dimensions, and its dissipated thermal power. To achieve this objective, a 3D numerical model based on the finite volume method was implemented to calculate the transient conductive heat transfer within the structure of study. The conjugate gradient algorithm with adjoint variable calculation is used to estimate the dissipated heat power density, while its coupling with a one-dimensional minimisation function permits to identify the position of the heat sources according to the depth of the structure. The application of this procedure to data from numerical simulations and experimental measurements has enabled to validate the inversion method
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Madrid, Lozano Francesc. "Thermal Conductivity and Specific Heat Measurements for Power Electronics Packaging Materials. Effective Thermal Conductivity Steady State and Transient Thermal Parameter Identification Methods." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2005. http://hdl.handle.net/10803/5348.
Full text
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Phoenix, Austin Allen. "High Precision Thermal Morphing of the Smart Anisogrid Structure for Space-Based Applications." Diss., Virginia Tech, 2016. http://hdl.handle.net/10919/78824.
Full textAbstract:
To meet the requirements for the next generation of space missions, a paradigm shift is required from current structures that are static, heavy and stiff, to innovative structures that are adaptive, lightweight, versatile, and intelligent. This work proposes the use of a novel morphing structure, the thermally actuated anisogrid morphing boom, to meet the design requirements by making the primary structure actively adapt to the on-orbit environment. The proposed concept achieves the morphing capability by applying local and global thermal gradients and using the resulting thermal strains to introduce a 6 Degree of Freedom (DOF) morphing control. To address the key technical challenges associated with implementing this concept, the work is broken into four sections. First, the capability to develop and reduce large dynamic models using the Data Based Loewner-SVD method is demonstrated. This reduction method provides the computationally efficient dynamic models required for evaluation of the concept and the assessment of a vast number of loading cases. Secondly, a sensitivity analysis based parameter ranking methodology is developed to define parameter importance. A five parameter model correlation effort is used to demonstrate the ability to simplify complex coupled problems. By reducing the parameters to only the most critical, the resulting morphing optimization computation and engineering time is greatly reduced. The third piece builds the foundation for the thermal morphing anisogrid structure by describing the concept, defining the modeling assumptions, evaluating the design space, and building the performance metrics. The final piece takes the parameter ranking methodology, developed in part two, and the modeling capability of part three, and performs a trust-region optimization to define optimal morphing geometric configuration. The resulting geometry, optimized for minimum morphing capability, is evaluated to determine the morphing workspace, the frequency response capability, and the minimum and maximum morphing capability in 6 DOF. This work has demonstrated the potential and provided the technical tools required to model and optimize this novel smart structural concept for a variety of applications.Ph. D.
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Andres, Matthias [Verfasser], and René [Akademischer Betreuer] Pinnau. "Improving thermal ablation of liver tumors: Modeling and parameter identification of laser-induced interstitial thermotherapy / Matthias Andres ; Betreuer: René Pinnau." Kaiserslautern : Technische Universität Kaiserslautern, 2021. http://d-nb.info/1233986619/34.
Full text
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Zhang, Ying. "Synthesis of Local Thermo-Physical Models Using Genetic Programming." Scholar Commons, 2009. https://scholarcommons.usf.edu/etd/103.
Full textAbstract:
Local thermodynamic models are practical alternatives to computationally expensive rigorous models that involve implicit computational procedures and often complement them to accelerate computation for real-time optimization and control. Human-centered strategies for development of these models are based on approximation of theoretical models. Genetic Programming (GP) system can extract knowledge from the given data in the form of symbolic expressions. This research describes a fully data driven automatic self-evolving algorithm that builds appropriate approximating formulae for local models using genetic programming. No a-priori information on the type of mixture (ideal/non ideal etc.) or assumptions are necessary.
The approach involves synthesis of models for a given set of variables and mathematical operators that may relate them. The selection of variables is automated through principal component analysis and heuristics. For each candidate model, the model parameters are optimized in the inner integrated nested loop. The trade-off between accuracy and model complexity is addressed through incorporation of the Minimum Description Length (MDL) into the fitness (objective) function.
Statistical tools including residual analysis are used to evaluate performance of models. Adjusted R-square is used to test model's accuracy, and F-test is used to test if the terms in the model are necessary. The analysis of the performance of the models generated with the data driven approach depicts theoretically expected range of compositional dependence of partition coefficients and limits of ideal gas as well as ideal solution behavior. Finally, the model built by GP integrated into a steady state and dynamic flow sheet simulator to show the benefits of using such models in simulation. The test systems were propane-propylene for ideal solutions and acetone-water for non-ideal. The result shows that, the generated models are accurate for the whole range of data and the performance is tunable. The generated local models can indeed be used as empirical models go beyond elimination of the local model updating procedures to further enhance the utility of the approach for deployment of real-time applications.
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Casetta, Damien. "Modèle d'aide à la conduite de réseaux de froid." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM012.
Full textAbstract:
La maîtrise de la demande en climatisation des bâtiments tertiaires peut contribuer à la limitation du réchauffement climatique à 2°C. Les réseaux de froid urbain sont une solution pour répondre à cette demande avec une haute efficacité énergétique. Une conduite performante est cependant essentielle pour maintenir et augmenter leurs avantages compétitifs. L'objectif de la thèse est de contribuer à la construction d'un outil d'aide à la conduite journalière des réseaux de froid. La difficulté réside à deux niveaux : la diversité des décisions et la complexité des phénomènes physiques sous-jacents. L'originalité est de proposer une méthodologie pour aider au pilotage des groupes frigorifiques, des tours aéroréfrigérantes, de la pression différentielle et de la répartition de puissance entre des centrales de production aux performances variables. La méthodologie développée est appliquée au réseau de froid de Paris-Bercy exploité par Climespace. Tout d'abord, un modèle intégrant une représentation physique des centrales de production, du réseau de distribution et des sous-stations, est développé. En particulier, un modèle de type semi-empirique, paramétrable sur des mesures, est modifié pour calculer les performances non-nominales des groupes frigorifiques centrifuges. La validation du modèle complet est réalisée sur un jeu de données indépendant de l'identification. Ensuite, le modèle est exploité pour rechercher une conduite optimisée à partir d'un modèle de prévision de la demande. La méthode proposée est séquentielle : résolution a priori des optimisations locales puis génération de modèles quadratiques de centrales servant à déterminer la répartition optimale. La pression différentielle est minimisée à partir de l'identification, par simulation, de la sous-station défavorisée. Enfin, la réduction de la consommation électrique est évaluée sur une semaine d'étéCooling demand management of commercial buildings can contribute to limit global warming below 2°C. District cooling is an energy-efficient option. However, improving operational performance is of great importance to ensure and increase its competitive advantages. The aim of this thesis is to contribute to the development of a decision-support tool for daily operation of district cooling networks. Challenges lie at two levels: diversity of decisions to be taken and complexity of physical phenomena involved. The original aspect of our work is to propose a methodology to improve chillers and cooling towers control, differential pressure management and dispatching between production plants with variable efficiency. Our developments are applied to the district cooling of Paris-Bercy, operated by Climespace. First; a model featuring a physical description of chilled-water production plants, distribution network and buildings substations, is developed. In particular, a semi-empirical model with identified parameters is modified to compute non-nominal characteristics of centrifugal chillers. The system model is validated against an independent dataset. Then, the model is used to find optimized controls from cooling loads forecast. The proposed methodology is sequential: pre-computation of optimal set-points at plant level and then generation of quadratic plant models to solve the dispatching optimization problem at each time step. Differential pressure is minimized with a simulation-based tracking of the critical substation. To conclude, electricity consumption reduction with optimized controls is evaluated during a summer week
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Pernot, Gilles. "Identification de propriétés thermiques et spectroscopie térahertz de nanostructures par thermoréflectance pompe-sonde asynchrone : application à l'étude du transport des phonons dans les super-réseaux." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR13997/document.
Full textAbstract:
Le travail de cette thèse porte sur l’identification et le contrôle des propriétés thermiques et acoustiques de nanostructures à fort potentiel thermoélectrique appelés « Super-réseaux ». Le manuscrit comporte trois parties : La première partie est consacrée à la description théorique des phénomènes de transport thermique par diffusion dans les solides isolants et semi-conducteurs. Nous abordons tout d’abord le point de vue atomique, puis macroscopique en utilisant la méthode des quadripôles thermiques. La fin du chapitre est consacrée aux propriétés acoustiques et thermiques des super-réseaux. La deuxième partie présente et compare les méthodes de Thermoreflectance laser synchrone et asynchrone utilisées pour extraire les propriétés thermiques de couches minces et de super-réseaux. Nous montrons que dans le cas synchrone, les signaux sont soumis à des artefacts modifiant leur allure et rendant difficile l’identification des propriétés thermiques. Dans le cas asynchrone, la suppression de tous les éléments mobiles permet d’obtenir un signal sans artéfact. Nous traitons ensuite des fonctions de sensibilité au modèle développé puis nous validons la méthode d’identification en estimant la conductivité thermique d’un film mince de SiO2. La troisième partie présente les résultats des identifications de la conductivité thermique de différents super-réseaux de SiGe. Nous montrons que les résistances d’interface jouent un rôle majeur dans l’explication de la réduction de la conductivité thermique. Nous étudions également des super-réseaux contenant des îlots de Ge, nous montrons que de telles structures permettent d’obtenir non seulement des conductivités proches de celles des matériaux amorphes, mais le comportement linéaire de la conductivité en fonction de la période montre qu’il est possible de contrôler cette dernière. Enfin, nous utilisons la Thermoreflectance pour réaliser une étude de spectroscopie THz de phonons cohérents dans les super-réseaux et nous mettons en évidence la sélectivité spectrale des ces nanostructuresThe work presented in this thesis deals with identification and control of the thermal and acoustic properties of high thermoelectric potential nanostructures called “superlattices”. This thesis is divided in three parts: The first part gives a theoretical description of thermal diffusion in insulating and semiconducting materials. We first broach the atomic description then the macroscopic view using the Thermal Quadrupole model. The end of this chapter deals with acoustic and thermal properties specific to superlattices. The second part describes and compares synchronous and asynchronous thermoreflectance techniques used to extract thermal properties of thin films and superlattices. We find that for the synchronous case signals are subject to artifacts which confound parameter estimations. For the asynchronous case, we find that lack of a mechanical translation stage removes these artifacts. We then investigate the sensitivity functions, and finally validate our identification method by estimation of the thermal conductivity of a SiO2 thin film. The third part presents the results of thermal parameter identification in SiGe superlattices. We show that thermal interfaces play a major role to in the overall thermal conductivity. We also study superlattices with Ge nanodots and show that for such structures we are able to obtain thermal conductivity values near the amorphous values. Moreover, the linear behavior of the thermal conductivity with period thickness shows that it is possible to control this value. Finally, we use Thermoreflectance to perform THz coherent phonon spectroscopy of superlattices, revealing the spectral selectivity of these nanostructures
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Mondalek, Pamela. "Modélisation numérique du procédé de frittage flash." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00820191.
Full textAbstract:
Le SPS (Spark plasma sintering) ou frittage flash est une technique innovante de compaction de poudre. Ce procédé fait intervenir le courant électrique pour chauffer l'échantillon en appliquant simultanément une pression. Grâce à la vitesse de chauffage, le procédé SPS apparaît comme étant une technologie prometteuse dans le secteur aéronautique servant à produire des matériaux denses à microstructure fine, composés par des intermétalliques difficiles à fondre, à former et à usiner avec les procédés conventionnels. Cependant, la fabrication de formes complexes est problématique à cause des hétérogénéités en densité qui peuvent apparaître lors de la compaction et qui proviennent de la distribution de la température et des contraintes dans la poudre compactée. La distribution du courant, de la température et des contraintes, ainsi que leurs différents effets, font l'objet d'une large étude, étant responsables de l'homogénéité de la microstructure. Une modélisation numérique 3D du procédé est réalisée, dans le cadre de la librairie CimLib. Elle englobe trois problèmes physiques fortement couplés : électrique, thermique et mécanique. Nous utilisons une approche monolithique qui consiste à résoudre une équation pour chaque problème sur un maillage unique représentant outils et poudre. Tout d'abord le couplage électrique-thermique est modélisé et les simulations numériques sont validées. Une loi de comportement viscoplastique compressible s'appuyant sur un modèle d'Abouaf est utilisée pour modéliser la densification de la poudre de TiAl. Ce modèle est validé par plusieurs cas tests de compaction de poudre dans un contexte lagrangien puis eulérien avant de passer à une simulation complète de couplage électrique-thermique-mécanique. Dans ce contexte monolithique, nous développons un modèle pour prendre en compte les effets du frottement entre la poudre et le moule. Enfin, la loi de comportement utilisée est identifiée pour la poudre intermétallique de TiAl. Le frittage par SPS d'échantillons de différentes tailles est simulé. Les résultats en termes de distribution de densité et déplacement sont validés grâce à une comparaison avec l'expérience.
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Großmann, Knut. "Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen: Modellierung und Simulation: 2. Kolloquium zum SFB/TR 96: 24./25.10.2012 in Chemnitz." Technische Universität Dresden, 2012. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A28098.
Full textAbstract:
Der Beitrag "Voraussetzungen und Grenzen einer eigenschaftsmodellbasierten Korrektur St. Bäumler, C. Brecher, M. Wennemer; RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen" ist in dieser Version nicht enthalten, bitte nutzen Sie die Version unter oben angegebenen Link (Nachfolger).Im Mittelpunkt der 2. Tagung des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 „Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen standen erste Ergebnisse zur Modellierung und Simulation von Komponenten und Baugruppen von Werkzeugmaschinen im Mittelpunkt. An den drei Standorten Aachen, Chemnitz und Dresden werden unterschiedliche Lösungsansätze für die steuerungsintegrierte Korrektur thermischer bedingter Strukturverformungen in spanenden Werkzeugmaschinen verfolgt. Von diesen wird eine unterschiedliche Wirksamkeit bzw. Eignung für verschiedene Einsatzfälle erwartet. Bevor diese in der Praxis umgesetzt werden können, müssen Fragen zur Beschreibung der Wärmequellen und zur Wärmeübertragung beantwortet werden. Außerdem bedarf die Umsetzung der Konzepte in den CNC-Steuerungen effizienter Verfahren zur Modellierung und Simulation der thermisch bedingten Strukturverformung. Für die Entwicklung und Bewertung der Korrekturverfahren sowie zur Berechnung der notwendigen Achs-Korrekturen ist die Systemsimulation u. a. an einem prozessaktuelle Werkzeugmaschinenabbild erforderlich. Für die Bewertung ihrer Praxisrelevanz werden die Einzellösungen nach und nach in ein betriebswirtschaftlich orientiertes Gesamtmodell integriert.
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Großmann, Knut. "Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen: Experimentelle Methodik: 3. Kolloquium zum SFB/TR 96: 29./30.10.2013 in Aachen." Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann, 2013. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A28099.
Full textAbstract:
Im Mittelpunkt der 3. Tagung des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 am 29. und 30.Oktober 2013 am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen standen die verschiedenen Lösungsansätze der einzelnen Teilprojekte bei der Durchführung der experimentellen Untersuchungen zur Verifizierung von Simulationsergebnissen bzw. zur Ableitung von Modellparametern.
Es wurden vier Themenblöcke behandelt:
• Ermittlung von thermisch relevanten Prozessparametern
• Experimentelle Methodik zur Analyse von Teilsystemen in Werkzeugmaschinen
• Methodische Rahmenbedingungen bei der Ermittlung von thermisch relevanten Parametern
• Verfahren zur Verformungs- und Verlagerungsmessung
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Huang, Jui-Cheng, and 黃睿政. "Simulation of Rapid Thermal Process Modelling,Parametres Identification and Temperature Control." Thesis, 1996. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/59412070481972156241.
Full textAbstract:
碩士國立交通大學
控制工程系
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An integrated model is given for the components that make up a rapid thermal processing (RTP) system. These components are the lamp power dynamics, ray-tracing model, and the wafer thermal dynamic model. The models for the components are integrated in a numerical code to give a computer simulation of the complete RTP system. The simulation can be used to investigate the interaction of the furnace, lamp contour, and the control system. Of the various techniques for controlling the temperature of the RTP system,model-based control has the greatest potential for attaining the best performance in the field of conventional control, when the model is accurate. In this thesis, some identification methods are introduced to help obtain more accurate models from measured input-output data. At first, identification techniques are presented to estimate the parameters (time constant and gain) of step response. Then show how to use the input-output measurements to obtain a black-box model (autoregressive exogenous mo del) of the RTP system, which turns out to have better prediction capability. The identified models are useful not only to control law design but also to analysis of system characteristics.We apply the tracking system technique that is known in the digital control literature for the model-based control, and propose a controller-switching rule throughout the nonlinear operating region. To overcome ill performance of the tracking system due to the inaccuracy of the identified model, the neural fuzzy network for inverse control is proposed. The key advantage of neural fuzzy approach over traditional ones lies on that the approach doesn't require a mathematical description of the system while controlling. The neural fuzzy network that we use is the Self-cOnstructing Neural Fuzzy Inference Network (SONFIN) proposed by Junag and Lin. Temperature control involves maintaining a spatially uniform temperature distribution across the wafer while tracking a temp orally varying temperature trajectory such as a rapid ramp to processing temperatures. The combination of lamp added RTP system and the MIMO SONFIN is shown to be able to track a temporally varying temperature trajectory and maintain the uniformity of the spatial temperature distribution simultaneously.
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Erfurt. "Identifikation von Waermeaustauschparametern Thermischer Netzwerke durch transient gemessene Knotentemperaturen bei minimierter Messzeit." Phd thesis, 2001. http://edocs.tu-berlin.de/diss/2001/biering_bernd.pdf.
Full text
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Baasch, Gaby. "Identification of thermal building properties using gray box and deep learning methods." Thesis, 2020. http://hdl.handle.net/1828/12585.
Full textAbstract:
Enterprising technologies and policies that focus on energy reduction in buildings are paramount to achieving global carbon emissions targets. Energy retrofits, building stock modelling, heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) upgrades and demand side management all present high leverage opportunities in this regard. Advances in computing, data science and machine learning can be leveraged to enhance these methods and thus to expedite energy reduction in buildings but challenges such as lack of data, limited model generalizability and reliability and un-reproducible studies have resulted in restricted industry adoption. In this thesis, rigorous and reproducible studies are designed to evaluate the benefits and limitations of state-of-the-art machine learning and statistical techniques for high-impact applications, with an emphasis on addressing the challenges listed above.
The scope of this work includes calibration of physics-based building models and supervised deep learning, both of which are used to estimate building properties from real and synthetic data.
• Original grey-box methods are developed to characterize physical thermal properties (RC and RK)from real-world measurement data.
• The novel application of supervised deep learning for thermal property estimation and HVAC systems identification is shown to achieve state-of-the-art performance (root mean squared error of 0.089 and 87% validation accuracy, respectively).
• A rigorous empirical review is conducted to assess which types of gray and black box models are most suitable for practical application. The scope of the review is wider than previous studies, and the conclusions suggest a re-framing of research priorities for future work.
• Modern interpretability techniques are used to provide unique insight into the learning behaviour of the black box methods.
Overall, this body of work provides a critical appraisal of new and existing data-driven approaches for thermal property estimation in buildings. It provides valuable and novel insight into barriers to widespread adoption of these techniques and suggests pathways forward. Performance benchmarks, open-source model code and a parametrically generated, synthetic dataset are provided to support further research and to encourage industry adoption of the approaches. This lays the necessary groundwork for the accelerated adoption of data-driven models for thermal property identification in buildings.Graduate
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"Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen: Modellierung und Simulation." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-143929.
Full textAbstract:
Der Beitrag "Voraussetzungen und Grenzen einer eigenschaftsmodellbasierten Korrektur St. Bäumler, C. Brecher, M. Wennemer; RWTH Aachen, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen" ist in dieser Version nicht enthalten, bitte nutzen Sie die Version unter oben angegebenen Link (Nachfolger)Im Mittelpunkt der 2. Tagung des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 „Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen standen erste Ergebnisse zur Modellierung und Simulation von Komponenten und Baugruppen von Werkzeugmaschinen im Mittelpunkt. An den drei Standorten Aachen, Chemnitz und Dresden werden unterschiedliche Lösungsansätze für die steuerungsintegrierte Korrektur thermischer bedingter Strukturverformungen in spanenden Werkzeugmaschinen verfolgt. Von diesen wird eine unterschiedliche Wirksamkeit bzw. Eignung für verschiedene Einsatzfälle erwartet. Bevor diese in der Praxis umgesetzt werden können, müssen Fragen zur Beschreibung der Wärmequellen und zur Wärmeübertragung beantwortet werden. Außerdem bedarf die Umsetzung der Konzepte in den CNC-Steuerungen effizienter Verfahren zur Modellierung und Simulation der thermisch bedingten Strukturverformung. Für die Entwicklung und Bewertung der Korrekturverfahren sowie zur Berechnung der notwendigen Achs-Korrekturen ist die Systemsimulation u. a. an einem prozessaktuelle Werkzeugmaschinenabbild erforderlich. Für die Bewertung ihrer Praxisrelevanz werden die Einzellösungen nach und nach in ein betriebswirtschaftlich orientiertes Gesamtmodell integriert
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"Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen: Modellierung und Simulation." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-212144.
Full textAbstract:
Im Mittelpunkt der 2. Tagung des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 „Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen standen erste Ergebnisse zur Modellierung und Simulation von Komponenten und Baugruppen von Werkzeugmaschinen im Mittelpunkt. An den drei Standorten Aachen, Chemnitz und Dresden werden unterschiedliche Lösungsansätze für die steuerungsintegrierte Korrektur thermischer bedingter Strukturverformungen in spanenden Werkzeugmaschinen verfolgt. Von diesen wird eine unterschiedliche Wirksamkeit bzw. Eignung für verschiedene Einsatzfälle erwartet.
Bevor diese in der Praxis umgesetzt werden können, müssen Fragen zur Beschreibung der Wärmequellen und zur Wärmeübertragung beantwortet werden. Außerdem bedarf die Umsetzung der Konzepte in den CNC-Steuerungen effizienter Verfahren zur Modellierung und Simulation der thermisch bedingten Strukturverformung. Für die Entwicklung und Bewertung der Korrekturverfahren sowie zur Berechnung der notwendigen Achs-Korrekturen ist die Systemsimulation u. a. an einem prozessaktuelle Werkzeugmaschinenabbild erforderlich. Für die Bewertung ihrer Praxisrelevanz werden die Einzellösungen nach und nach in ein betriebswirtschaftlich orientiertes Gesamtmodell integriert.
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"Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen: Experimentelle Methodik." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-143947.
Full textAbstract:
Im Mittelpunkt der 3. Tagung des Sonderforschungsbereichs Transregio 96 am 29. und 30.Oktober 2013 am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen standen die verschiedenen Lösungsansätze der einzelnen Teilprojekte bei der Durchführung der experimentellen Untersuchungen zur Verifizierung von Simulationsergebnissen bzw. zur Ableitung von Modellparametern.
Es wurden vier Themenblöcke behandelt:
• Ermittlung von thermisch relevanten Prozessparametern
• Experimentelle Methodik zur Analyse von Teilsystemen in Werkzeugmaschinen
• Methodische Rahmenbedingungen bei der Ermittlung von thermisch relevanten Parametern
• Verfahren zur Verformungs- und Verlagerungsmessung
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"Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-85961.
Full textAbstract:
[Aus dem Text:] Spanende Bearbeitung nimmt nach wie vor eine zentrale Stellung ein. Dies gilt nicht nur für die Gegenwart. Die betreffenden Unternehmen prognostizieren mehrheitlich sogar für die spanenden und trennenden Verfahren einen Bedeutungszuwachs. Dieser geht einher mit der eindeutigen Tendenz zu weiter wachsenden Genauigkeitsforderungen an die Fertigungsprozesse der Metall-, Kunststoff- und Elektroindustrie.
Die gegenwärtigen und künftigen ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und gesellschaftlichen Zielstellungen, wie
- die Ressourcenschonung – und hier insbesondere die Verbesserung der Energieeffizienz in der Produktionstechnik,
- die Befriedigung individualisierter Bedürfnisse – mit dem daraus für die Fertigung folgenden Bedarf an weiterer Flexibilisierung sowie
- die immerwährende Forderung nach weiterer Steigerung der Produktivität,
führen im Zusammenhang mit der spanenden Genauigkeitsfertigung zu einem sich verschärfenden Zielkonflikt im Dreiecksverhältnis von Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität bei der spanenden Bearbeitung.