Entwicklung einer adaptiven Neuro-Fuzzy-Regelung für ein leistungskompensiertes Reaktionskalorimeter

Die vorliegende Arbeit basiert auf dem apparativen Aufbau eines leistungskompensierten Reaktionskalorimeters, das HORN in seiner Arbeit vorstellt. Das Messprinzip der leistungskompensierten Reaktionskalorimetrie besteht darin, die Reaktortemperatur mittels einer Kompensationsheizung auf einem konstanten Sollwert ueber der Temperatur des umgebenden Kuehlmantels zu halten. Durch die rechnergestuetze Messdatenerfassung und Regelung der Reaktortemperatur wird die Moeglichkeit geschaffen, aufwendigere Regelalgorithmen als einen Standard-PID-Regler einzusetzen. Daher wird in dieser Arbeit ein Fuzzy-Logik-Regler entworfen und auf die Beduerfnisse der Reaktionskalorimetrie optimiert. Neben der aufwendigen, experimentellen Optimierung an der Anlage wird auch die Optimierung anhand eines Ein- /Ausgangsmodells beschrieben. Das Modell soll in der Lage sein, unterschiedliches Streckenverhalten (Totzeit, Ordnung, Streckenverstaerkung) zu beschreiben, weshalb auf die Moeglichkeiten der experimentellen Modellbildung mit kuenstlichen neuronalen Netzen zugegriffen wird. Als robuster Regler ist ein Fuzzy-Logik-Regler zwar faehig, Streckenparameteraenderungen in gewissen Grenzen zu tolerieren. Bei einer Reaktion im Satzbetrieb besteht jedoch die Moeglichkeit das diese Grenzen verlassen werden. Die Uebersetzung des Fuzzy-Logik-Reglers in einen anpassungsfaehigen Neuro-Fuzzy-Regler ist die Konsequenz dieser Anforderung. Der Neuro-Fuzzy-Regler wird mit einem Adaptionsalgorithmus ausgestattet, so dass ein robustes Regelkonzept um ein adaptives Verfahren ergaenzt wird. Die Leistungsfaehigkeit des Reaktionskalorimeters und der modelladaptiven Regelung wird durch die Loesungspolymerisation von Methylmethacrylat in Toluol bei unterschiedlichen Temperaturen unter Beweis gestellt.This work is based on the construction of a power-compensated reaction calorimeter that HORN presented in his work. The measuring principle of power-compensated reaction calorimetry consists of the fact that the reactor temperature is held on a constant temperature above jacket temperature by a compensatory heater. Because of the computer based data acquisition and control of reactor temperature there is the possibility to use sumptuous control algorithms instead of standard PID controllers. Therefore a fuzzy logic controller is designed and optimized to the demands of reaction calorimetry. The optimization procedure is done experimentally with the plant and also with an input/output model. The model should be able to describe different process behaviour (deadtime, order, gain), therefore the method of experimental modeling with artificial neural networks is used. As a robust controller a fuzzy logic controller can tolerate process parameter changes to a certain limit. During a batch reaction there is the possibility that these limits might be exceeded. The translation of the fuzzy logic controller into an adaptive neuro fuzzy controller is the consequence of this demand. The neuro fuzzy controller is provided with an adaption algorithm, so a robust concept of control is expanded with an adaptive procedure. The performance of the reaction calorimeter and of the model adaptive controller is tested with the solution polymerisation of methylmethacrylate in toluene at different temperatures

Mathematikunterricht als Prozess ästhetischer Erziehung an Schulen

Die interdisziplinäre Studie verknüpft mathematikdidaktische Konzepte mit einem Forschungsbereich ÄSTHETISCHE BILDUNG am Institut für Berufspädagogik und Allgemeine Pädagogik, in der Fakultät für Geistes- und Sozialwissenschaften des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). In diesem Forschungsfeld wird ein bildungstheoretisch und neurobiologisch fundiertes Modell zur Gestaltung von Lernprozessen für einen begriffsbildend orientierten Mathematikunterricht entwickelt. Ästhetische Aspekte sind hierbei Prozesse des Wahrnehmens, Verstehens und des Gestaltens unter Einbeziehung subjektiver und kommunikationsabhängiger Emotionalität. Potentiell wird damit die Integration des Fachlichen in die Erfahrungswelt der Lernenden ermöglicht. Dieses Modell wird exemplarisch anhand von Unterrichtsbeispielen verdeutlicht, die schulartenübergreifend sind

Traum. Enzyklopädie

Traum. Enzyklopädie: Im ersten Teil werden zentrale Motive, Ausdrucksformen und Themen des Traumdenkens und der Traumdeutung in verschiedenen Kulturen und Epochen vorgestellt. Dem folgt ein ausführliches Lexikon mit Porträts der großen Traumdeuter: Philosophen, Ethnologen und Psychologen, abwechselnd mit den wichtigsten Stichwörtern zum Thema Traum: Von 'Adorno' bis 'Wittgenstein', von 'Aborigines' bis 'Vorstellung'

SINUS.NRW: Motivation durch kognitive Aktivierung; Impulse zur Weiterentwicklung des Unterrichts in den MINT-Fächern

Die Beiträge stellen innovative Konzepte für einen kognitiv aktivierenden Unterricht in den MINT-Fächern vor. Die Autorinnen und Autoren präsentieren fächerübergreifende Unterrichtskonzepte, die die Lernenden motivieren und Impulse für nachhaltiges Lernen und bewusstes Handeln geben. Themen sind unter anderem ein differenzierter Mathematikunterricht, das mathematische Prüfungsgespräch im mündlichen Abitur, Chemie in heterogenen Lerngruppen, Neuroenhancement, kompetenzorientierter Informatikunterricht oder das Niedrigenergiehaus als Beispiel für projektorientierten Technikunterricht. Alle vorgestellten Konzepte und Materialien wurden von Lehrkräften im Projekt SINUS.NRW entwickelt und wissenschaftlich begleitet. Das SINUS-Projekt zur Steigerung der Effizienz des Unterrichts in den MINT-Fächern wurde von der Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung initiiert und wird seit 2007 vom Land Nordrhein-Westfalen (NRW) fortgeführt

Archivprozesse. Die Kommunikation der Aufbewahrung

Jede Kommunikation setzt ein Archiv voraus, das die Aufbewahrung und die Verteilung von Wissen reguliert. Da die Speichermedien eines Archivs jedoch selbst wieder gespeichert werden müssen, unterliegt jedes Archiv dem Kommunikationsprozess, den es zugleich ermöglicht. Der Band Archivprozesse geht deshalb der Frage nach, welche Unterschiede die Nutzung eines Schrift-, Bild- oder elektronischen Archivs erzeugt