Elektroteknik

Dieses Lehrbuch befasst sich leicht verständlich mit der Theorie der Kalman-Filterung. Die Autoren geben damit eine Einführung in Kalman-Filter und deren Anwendung für eingebettete Systeme. Zusätzlich wird anhand konkreter Praxisbeispiele der Kalman-Filterentwurf demonstriert ¿ Teilschritte werden im Buch ausführlich erläutert.Kalman-Filter sind die erste Wahl, um Störsignale auf den Sensorsignalen zu eliminieren. Dies ist von besonderer Bedeutung, da viele technische Systeme ihre prozessrelevanten Informationen über Sensoren gewinnen. Jeder Messwert eines Sensors weißt jedoch aufgrund verschiedener Ursachen einen Messfehler auf. Würde ein System nur auf Basis dieser ungenauen Sensorinformationen arbeiten, so wären viele Anwendungen, wie zum Beispiel ein Navigationssystem oder autonome arbeitende Systeme, nicht möglich.Das Buch ist geeignet für interessierte Bachelor- und Master-Studierende der Fachrichtungen Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik undMechatronik. Ebenso ist das Buch eine Hilfe für Ingenieure und Wissenschaftler, die ein Kalman-Filter z. B. für die Datenfusion oder die Schätzung unbekannter Größen in Echtzeitanwendungen einsetzen möchten.

Wer Industrie 4.0 sagt, meint Internet oder auch IoT und wer IoT sagt, meint auch Ethernet. Alle drei Begriffe sind eng miteinander verbunden. Das Buch zeigt die geschichtliche Entwicklung und die Technische Entwicklung von Hardware, Software sowie Protokolle von Ethernet über Internet (IoT) bis hin zu OPC UA, der heute besten plattformunabhängigen Kommunikationsvernetzung.Ein Fokus von Industrie 4.0 ist die Betrachtung und Einordnung der Künstlichen Intelligenz und der Prädiktiven Wartung .Es werden Beispiele für Vernetzungstopologien von der Fabrikebene über die SPS-Ebene, SCADA/HMI-Ebene MES bis hin zur ERP-Ebene erläutert. Schwerpunkte sind Feldbusse, Internet und Ethernet TCP/IP. Es werden die verschiedenen Ethernet/Internet- und echtzeitfähigen Feldbusse wie PROFINET, EtherCAT, Ethernet/IP sowie deren Implementierung erläutert.Thema sind horizontale und vertikale Kommunikationsstrukturen, Feldbusse und Kommunikationsprotokolle gemäß des OSI-Modells und der Automatisierungspyramide gezeigt und wie diese in modernen Industrieanwendungen Eingang finden.

Artificial Intelligence has revolutionised areas of medicine. This book focuses on the integral role of AI in radiology, shedding light on how this technology can enhance patient care and streamline professional workflows.

Im Rahmen dieses Buchs wird eine neue optimierungsbasierte Reglerentwurfsmethode für Systeme mit Stellgrößen- sowie Stellratenbeschränkungen entwickelt. Als Optimierungsaufgaben werden beispielsweise die schnelle Regelung, die Maximierung des Stabilitätsbereiches oder die Reduktion von Oszillationen behandelt. Neben den optimierten Regelparametern liefert die Methodik einen Stabilitätsbeweis für den geschlossenen Regelkreis unter Berücksichtigung der Stellgrößen- und Stellratenbeschränkungen. Dazu werden basierend auf der Stabilitätstheorie von Ljapunow lineare Matrixungleichungen formuliert, welche durch eine iterative Vorgehensweise gelöst werden. Dies verringert die Konservativität der Ergebnisse bezüglich bestehender Verfahren und führt zur Einhaltung verschärfter Gütekriterien. Zudem entsteht durch die neue Methode ein Rahmenwerk für den generischen Entwurf verschiedener praxisrelevanter Reglerstrukturen. Unter anderem können dadurch sowohl beobachterbasierte Zustandsrückführungen und PID-Regler als auch Anti-Windup-Strukturen parametriert werden.

Modern Optimization Techniques for Smart Grids presents current research and methods for monitoring transmission systems and enhancing distribution system performance using optimization techniques considering the role of different single and multi-objective functions. The authors present in-depth information on integrated systems for smart transmission and distribution, including using smart meters such as phasor measurement units (PMUs), enhancing distribution system performance using the optimal placement of distributed generations (DGs) and/or capacitor banks, and optimal capacitor placement for power loss reduction and voltage profile improvement. The book will be a valuable reference for researchers, students, and engineers working in electrical power engineering and renewable energy systems.Predicts future development of hybrid power systems;Introduces enhanced optimization strategies;Includes MATLAB M-file codes.

Next-Generation Cyber-Physical Microgrid Systems: A Practical Guide to Communication Technologies and Resilience presents the opportunities and challenges of using communication network technology to integrate distributed generation systems into microgrids. Working their way through case studies and theoretical strategies, the book's global range of authors analyze the particular needs of different system structures, including DC, AC-DC and hybrid microgrids, island-bound or grid-connected systems, and case studies in wind power and photovoltaic systems. Risks arising from the communication networks are addressed in detail, with strategies covered including modeling, cyber-physical security set-ups, applications of blockchain, demand-response analyses, and the impact and mitigation of cyber-attacks. Power-electronics interfaces for the integration of these technologies are also demonstrated and explained. With a wealth of real-world, practical advice for the implementation and protection of these communication strategies, this book will be a useful resource for researchers and industry professionals developing the sustainable energy systems of the future.

"Basics of Electrical Energy for Engineers" is a must-have guide for all aspiring engineers and students of electrical engineering, computer science, and information technology. Authored with the aim of simplifying complex concepts, the book provides an easy-to-understand exposition on key topics such as Electric Circuits, Circuit Reduction Techniques, Electric Machines, and Transducers. It also includes important topics related to Electronics Devices, Op-Amps, and Remote Monitoring and Control principles. The book follows a well-organized structure with six units and includes short and long answer questions at the end of each unit to aid the learning process. "Basics of Electrical Energy for Engineers," students and faculty can have a single resource that caters to all their requirements, thereby making the study of electrical engineering easier and more enjoyable.

This book brings together important new contributions covering electric vehicle smart charging (EVSC) from a multidisciplinary group of global experts, providing a comprehensive look at EVSC and its role in meeting long-term goals for decarbonization of electricity generation and transportation. This multidisciplinary reference presents practical aspects and approaches to the technology, along with evidence from its applications to real-world energy systems. Electric Vehicle Integration via Smart Charging is suitable for practitioners and industry stakeholders working on EVSC, as well as researchers and developers from different branches of engineering, energy, transportation, economic, and operation research fields. 

The battery management system (BMS) optimizes the efficiency of batteries under allowable conditions and prevents serious failure modes. This book focuses on critical BMS techniques, such as battery modeling; estimation methods for state of charge, state of power and state of health; battery charging strategies; active and passive balancing methods; and thermal management strategies during the entire lifecycle. It also introduces functional safety and security-related design for BMS, and discusses potential future technologies, like digital twin technology.

This book gathers selected papers presented at International Conference on Machine Learning, Advances in Computing, Renewable Energy and Communication (MARC 2021), held in Krishna Engineering College, Ghaziabad, India, during 10 - 11 December, 2021. This book discusses key concepts, challenges and potential solutions in connection with established and emerging topics in advanced computing, renewable energy and network communications.