Rule-based PI controller autotuning for drive systems

Tuning a PI controller can be quite cumbersome for the non-expert as the closed-loop control system has to meet various requirements while the influence and interaction of the two degrees of freedom are not always clear. This paper addresses the design of an iterative PI controller autotuning for drive systems with the idea of imitating a human expert. In contrast to existing concepts, a new approach with multiple tuning strategies is applied which gives a compact rule base that is easy to modify. The performance of the proposed algorithm is illustrated through motion control testbench trials

Shotgun Lipidomics Discovered Diurnal Regulation of Lipid Metabolism Linked to Insulin Sensitivity in Nondiabetic Men.

CONTEXT: Meal timing affects metabolic homeostasis and body weight, but how composition and timing of meals affect plasma lipidomics in humans is not well studied. OBJECTIVE: We used high throughput shotgun plasma lipidomics to investigate effects of timing of carbohydrate and fat intake on lipid metabolism and its relation to glycemic control. DESIGN: 29 nondiabetic men consumed (1) a high-carb test meal (MTT-HC) at 09.00 and a high-fat meal (MTT-HF) at 15.40; or (2) MTT-HF at 09.00 and MTT-HC at 15.40. Blood was sampled before and 180 minutes after completion of each MTT. Subcutaneous adipose tissue (SAT) was collected after overnight fast and both MTTs. Prior to each investigation day, participants consumed a 4-week isocaloric diet of the same composition: (1) high-carb meals until 13.30 and high-fat meals between 16.30 and 22:00 or (2) the inverse order. RESULTS: 12 hour daily lipid patterns showed a complex regulation by both the time of day (67.8%) and meal composition (55.4%). A third of lipids showed a diurnal variation in postprandial responses to the same meal with mostly higher responses in the morning than in the afternoon. Triacylglycerols containing shorter and more saturated fatty acids were enriched in the morning. SAT transcripts involved in fatty acid synthesis and desaturation showed no diurnal variation. Diurnal changes of 7 lipid classes were negatively associated with insulin sensitivity, but not with glucose and insulin response or insulin secretion. CONCLUSIONS: This study identified postprandial plasma lipid profiles as being strongly affected by meal timing and associated with insulin sensitivity

Abschätzung der Miniaturisierbarkeit eines Ultraschall-Dissektors

Zusammenfassung: Im Rahmen des Projekts FUSION entwickelt das Institut für EMK einen universellen Instrumententräger (INKOMAN) für die minimal-invasive Leberchirurgie. Ein von INKOMAN geführtes Instrument soll der UltraSchall-Dissektor sein. Er dient zum Herausschneiden von Lebertumoren. Er ist aufgebaut aus den drei Komponenten Elektronik, Aktorik (Piezo-Stapelaktor) und Sonotrode. Die Elektronik erzeugt eine hochfrequente elektrische Schwingung, die durch den piezoelektrischen Stapelaktor in eine mechanische longitudinale Schwingung umgewandelt wird. Die Schwingungsamplitude wird durch die Sonotrode verstärkt. Die in der Praxis auftretenden transversalen Schwingungen führen häufig zum Sonotrodenbruch und sind deshalb zu minimieren. Derzeit können US-Dissektoren wegen ihrer Größe nicht mit INKOMAN geführt werden, eine Miniaturisierung bei gleichbleibender Schnittleistung ist daher erforderlich. Hierfür sind detaillierte Kenntnisse der Dynamik des US-Dissektors Voraussetzung, die noch nicht vorhanden sind. Im Rahmen der Diplomarbeit werden daher theoretische Modelle in Form von elektromechanischen bzw. elektrischen Ersatzschaltbildern (ESB) entwickelt, die jeweils die Dynamik der Komponenten Aktorik und Sonotrode beschreiben. Die Modelle gelten für beliebig aus homogenen, exponentiellen und linearen Elementen zusammengesetzte Sonotroden sowie für einen Multilayeraktor variabler Scheibengeometrie. Der Einfluss der Geometrie- und Materialparameter auf die longitudinale und transversale Dynamik der Sonotrode wird mittels Parametervariation analysiert. Es wird gezeigt, dass beide Schwingungsarten getrennt voneinander definiert beeinflussbar sind. Die Analyse der Dynamik des Multilayeraktors kann dagegen nicht erfolgen, da wegen der begrenzten Zeit das komplexe ESB nicht hinreichend vereinfacht werden konnte, um eine Parametervariation zu ermöglichen. Das Resultat der Diplomarbeit ist nicht die Dimensionierung eines einzelnen miniaturisierten US-Dissektors, sondern ein Modell als Werkzeug für die Auslegung. Der Anwender kann damit nach Vorgaben (Aktoreigenschaften, Schwingungsverhalten, Material) die Sonotrode und folglich einen US-Dissektor wunschgemäß auslegen

FEM-Modell des menschlichen Auges bei der kontaktlosen Augeninnendruckmessung auf Druckluftbasis

Zusammenfassung: Zur Früherkennung eines Glaukoms wird die kontaktlose Augeninnendruckmessung eingesetzt. Dabei verformt ein Luftimpuls der Rampendauer 8 msec bei einem Maximaldruck von ca. 70 mbar die Hornhaut (Cornea). Vom Bewegungsverhalten der vorderen Augenkammer, d.h. der Cornea und des Kammerwassers, kann indirekt auf den Augeninnendruck geschlossen werden. In dieser Studienarbeit wird die vordere Augenkammer in Ansys modelliert und die Reaktionen auf den Luftimpuls simuliert. Hierbei werden nur die Hornhaut und das Kammerwasser berücksichtigt, der restliche Teil des Auges wird als feste Wand betrachtet, da näherungsweise davon ausgegangen werden kann, dass der restliche Teil des Auges in keine Wechselwirkungen mit der äußeren Belastung tritt. Die Simulation der Anströmung erfolgt nicht, stattdessen wird die Belastung als Druck auf das Modell generiert. Auf eine vollständige Modellierung des Kammerwassers wird verzichtet, da der Augeninnendruck als räumlich und zeitlich konstant angesehen werden kann. Somit wird dieser als einfache Druckbelastung in Ansys generiert. Für die Modellierung der Cornea sind die geometrischen Daten und die Materialeigenschaften nötig, die auf Literaturangaben basieren. Während die geometrischen Daten der Cornea in allen Literaturquellen übereinstimmen, unterscheiden sich die Daten für die Materialeigenschaften enorm. Aus diesem Grund erfolgt die Generierung mehrerer Modelle mit jeweils unterschiedlichen Materialeigenschaften. Die Cornea wird in Ansys mit einem rotationssymmetrischen Linienelement generiert, so dass ein zweidimensionales Modell entsteht. Die Simulation läuft in zwei Schritten ab. Im ersten Schritt erfolgt die Beaufschlagung des Augeninnendrucks, im zweiten die äußere Druckbelastung. Zur Verifikation der Cornea-Modelle dienen vorliegende Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, auf denen die Verformung der Cornea zu mehreren Zeitpunkten während einer kontaktlosen Augeninnendruckmessung zu sehen ist. Es werden die reale Verformung und der Umklappzeitpunkt der Cornea mit den simulierten verglichen. Es kann gezeigt werden, dass alle Cornea-Modelle nicht die Realität widerspiegeln, wobei die Ergebnisse der einzelnen Modelle sehr unterschiedlich ausfallen. Ein Modell beschreibt das reale Verhalten der Cornea gut. Gründe für die Abweichung der Simulationsergebnisse zum realen Verhalten sind die unsicheren Angaben der Materialeigenschaften in der Literatur und die aus programmtechnischen Gründen notwendigen Vereinfachungen. Alle Primärergebnisse wie Verformungen, in der Cornea wirkende Kräfte und Spannungen werden in Abhängigkeit der Zeit automatisch in tabellarischer Form in Textdateien geschrieben. Die wichtigen Parameter, Augeninnendruck, Materialverhalten etc. können zentral über Variablen im Ansysprogramm eingestellt werden. Es besteht somit die Möglichkeit, das Modell zu optimieren

Community Health als neuronales Netz

Die Notwendigkeit von Community Health, verstanden als spezifischer Teil von Public Health, begründet sich aus dem seit den Anfängen der Gesundheitsberichterstattung bekannten und nach wie vor ungelösten Problem des Zusammenhangs von sozialer und gesundheitlicher Ungleichheit sowie aus der Erfahrung, dass Interventionen ohne geeignete zielgruppenspezifische Ausrichtung kaum zureichende Wirkung entfalten. Basierend auf dieser grundsätzlichen Legitimation nimmt der vorliegende Beitrag eine kritische Diskussion des Gesundheitsbegriffs aus der Perspektive von Community Health vor. Ferner skizziert er die Bedeutung der Community als Vermittlungsrahmen für die Entstehung von Gesundheit und arbeitet mögliche Interventionsebenen zu deren Erhaltung und Verbesserung heraus. Neben seinen unbestrittenen Stärken verbindet sich der Community-Health-Ansatz mit einer Reihe von Risiken, die – vor allem wenn sie unbemerkt bleiben – ein in hohem Maße destruktives Potenzial entfalten und daher von Community-Health-Akteur*innen sorgfältig reflektiert werden müssen. Der Beitrag schließt mit einem Blick auf den gleichermaßen inter- wie transdisziplinären Charakter von Community Health und greift die Metapher des ständig lernenden neuronalen Netzes auf, als das sich der Bochumer Community-Health-Ansatz versteht.The necessity of community health, understood as a specific part of public health, is based on the problem of the connection between social and health inequality, which has been known since the beginnings of health reporting and is still unsolved, as well as on the experience that interventions without suitable target group-specific orientation hardly have sufficient effect. Based on this fundamental legitimation, this article critically discusses the concept of health from the perspective of community health. Furthermore, it outlines the importance of community as a mediating framework for the emergence of health and elaborates possible levels of intervention to maintain and improve it. In addition to its undoubted strengths, the community health approach is associated with a number of risks, which – especially if they go unnoticed – have a highly destructive 23 potential and therefore need to be carefully reflected upon by community health actors. The article concludes with a look at the inter- as well as transdisciplinary character of community health and takes up the metaphor of the constantly learning neuronal network, as which the Bochum community health approach sees itself.AlternativeReviewe