Virtual Synchronous Machine integration on a Commercial Flywheel for Frequency Grid Support

With increasing penetration of inverter-connected power sources, such as RESs, the equivalent inertia in the grid decreases. Employing Maximum Power Point Tracking (MPPT) controllers, RESs behave like constant power sources, not offering damping to support the frequency during disturbances. Novel control algorithms have been proposed that can mimic the inertial behavior of generators or can provide grid support to counter the decline in system inertia. In this letter we explore the capability of a commercially available high speed flywheel energy storage system (FESS) to provide virtual inertia and damping services to microgrids. We demonstrate how a virtual synchronous machine (VSM) algorithm can increase the grid inertia by controlling the FESS active power. A power hardware in the loop (PHIL) evaluation was performed considering the real limitations of a commercial flywheel with different virtual inertia and damping droop settings

Stabilitätsverbessernde Maßnahmen in Axialverdichtern

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Das Verhalten des Cisplatin 1,3-d(GpTpG) Schadens während der Replikation

Cisplatin ist ein weit verbreitetes Zytostatikum, das seine Wirkung durch die Ausbildung von Quervernetzungen innerhalb eines DNA-Stranges entfaltet. Für das Cisplatin 1,2-d(GpG) Dinukleotid-Addukt konnte bereits sowohl in vitro als auch in Zellen die zentrale Bedeutung von DNA Polymerase η (Pol η) während des TLS-Prozesses nachgewiesen werden. In Zusammenarbeit mit der Gruppe Livneh wurde untersucht, ob der 1,3-d(GpTpG) Cisplatin Schaden ebenfalls in Zellen überlesen werden kann. Erstaunlicherweise sind humane Zellen in der Lage auch diesen komplexen Schaden zu überlesen, allerdings nur sehr ineffektiv. Da die Anzahl an Mutationen in Pol η defizienten Zellen deutlich erhöht war, konnte eine Beteiligung von Pol η am TLS-Prozess des 3’dGs des Schadens nachgewiesen werden. Somit konnte erneut die Initiator-Rolle von Pol η im Multi-Polymerasen Modell beim Überlesen von Cisplatin-Schäden bestätigt werden. Um mechanistische Details des Pol η vermittelten TLS-Prozesses zu erhalten, wurde die TLS-Fähigkeit von S. cerevisiae Pol η mittels in vitro Primerverlängerungsstudien untersucht. Dazu wurde DNA, die den 1,3-d(GpTpG) Cisplatin Trinukleotid-Schaden enthielt, hergestellt und mittels enzymatischen Verdaus charakterisiert. Mit dieser Methode konnte die Anwesenheit unerwünschter Nebenprodukte ausgeschlossen und die Entstehung des 1,3 Adduktes eindeutig nachgewiesen werden. Im Gegensatz zum 1,2-d(GpG) Addukt konnte Pol η alleine nicht über den 1,3-d(GpTpG) Cisplatin Schaden replizieren. Einzelnukleotid-Insertionsstudien zeigten, dass gegenüber dem 3’dG fehlerfrei ein dC eingebaut wurde, während der nächste Insertionsschritt nur mit erhöhten Enzymkonzentrationen erfolgte und mutagen war. Der Mechanismus des Replikationsblockes durch den 1,3-d(GpTpG) Cisplatin Schaden wurde mittels Röntgenstrukturanalyse auf atomarer Ebene untersucht. Dazu wurde Cisplatin-geschädigte DNA als Templat in Komplex mit dem katalytischen Fragment von Pol η, einem dATP in der aktiven Tasche und einem Primer mit terminaler 2’,3’-Didesoxyribose im zweiten Schritt der Verlängerung kristallisiert. Die Kristalle beugten die Röntgenstrahlung bis zu einer Auflösung von 2.5 Å. Im Kristall liegt der Komplex in zwei konformationell verschiedenen Formen vor. In beiden Formen (Komplex A und Komplex B) ist eine perfekte Watson-Crick Basenpaarung des 3’dGs (Pt-GTG) mit dem Primer zu erkennen. Dies erklärt die fehlerfreie Replikation des 3’dGs durch Pol η, welche sowohl in Zellen als auch in vitro beobachtet wurde. Das Hauptmerkmal der beschriebenen Struktur ist das zentrale Thymin des Schadens. Es befindet sich nicht zwischen den beiden Guaninen, sondern ist komplett aus dem DNA-Doppelstrang herausgedreht. Folglich ist das zentrale Thymin unfähig, den zweiten Verlängerungsschritt zu dirigieren, der nun gegenüberliegend zum 5’dG (Pt-GTG) erfolgt. Die Struktur beschreibt, wie der 1,3-d(GpTpG) Cisplatin Schaden eine Verlängerung durch Pol η verhindert. Das zentrale Thymin, das durch die Koordination des Platinatoms aus den Trinukleotidschaden herausgedreht ist, ist direkt vor dem Protein positioniert. Es tritt dadurch in sterische Wechselwirkung mit Methionin 74 und verhindert eine weitere Bewegung der Polymerase entlang des DNA-Strangs. Zudem ist zu sehen, warum die Inkorporation gegenüber dem 5’dG des Schadens so ineffizient verläuft. Die Rotation der DNA in die aktive Tasche des Enzyms (Komplex A → Komplex B) wird durch die Ausbildung einer Wasserstoffbrückenbindung zwischen dem dATP in der aktiven Tasche und dem 5’dG des Schadens getrieben. Dabei vergrößert sich aber der Abstand zwischen dem α-Phosphat des dATPs und der „gemodelten“ 3’OH-Gruppe des Primers. Der Abstand von ~8.5 Å ist für einen effektiven Nukleotidyltransfer eindeutig zu groß

Thermo-mechanical processing of fibre-rich blackcurrant pomace to modify techno-functional properties

Exploring the use of seedless blackcurrant pomace, a fibre-rich by-product of juice pressing, in foods is favourable due to its nutritional profile but also for economic and sustainability aspects. Current applications are limited to products in which rapid fibre swelling, high water solubility or low sedimentation is not essential. In this study, functional properties of seedless blackcurrant pomace were modified by thermo-mechanical treatments using extrusion cooking or micronization in a planetary ball mill. A full factorial design showed that low pomace moisture (11 g/100 g) had the highest impact on swelling capacity (+ 20.6%) and water solubility index (+ 23.2%), whereas variation in extrusion temperature exhibited only minor effects. After milling for 4 h, the median particle size was reduced by 98% to 4 µm and the specific surface area increased from 0.1 to 2.5 m2/mL. Swelling capacity was highest after this time with 7.6 mL/g pomace and, although the amount of extractable sugars was reduced, water solubility increased to 7.6 g/100 g. In contrast to extruded samples, the red colour of the pomace was intensified after milling. Both treatments appear as promising to extend the applicability of fruit by-products in foods, as micronized pomace may counteract sedimentation in liquids, whereas increased swelling capacity after extrusion may have stabilizing effects on yoghurt-like systems

Dieses hören und jenes sehen: Semantische Kongruenz beeinflusst die Verarbeitung audiovisueller Reize

Under what circumstances does the human brain integrate multisensory information? Stein and Meredith (1993) have proposed three rules which describe the conditions of integration. Accordingly, temporal (1) and spatial (2) congruence facilitates behavioral responses and enhances neuronal firing. The weaker the stimuli, the larger is the enhancement [rule of inverse effectiveness (3)]. Are these rules sufficient to explain when stimuli from different modalities are integrated? In the literature, the rules were mostly tested with simple stimuli like flashes and clicks. But most audiovisual stimuli in the real world also contain semantic information. What happens if you hear something and see something else? Is semantic congruence irrelevant for multisensory integration? Or if semantics is relevant, are there any restrictions? The present experiments investigate the role of semantic congruence in responding to audiovisual stimuli. Pictures and environmental sounds of animals and objects were presented in the first experiment. Participants were to categorize stimuli of a given target modality as living or nonliving. Results indicate that corresponding stimuli (e.g. a barking dog) elicited faster and more accurate responses compared to unimodal stimuli (e.g. picture of a dog without a sound), to incongruent stimuli (e.g. picture of a dog and the sound of a piano), and even to stimuli from the same category (e.g. a meowing dog). Thus, the results show clear effects of semantic congruence on processing audiovisual stimuli. These effects are not explainable by response-congruence. The experiments included several kinds of stimuli and tasks to explore the generalizability of effects of semantic relation. Besides varying semantic congruence between pictures and environmental sounds, congruence of movement directions of simple visual and auditory stimuli, as well as between written and spoken words was varied. Tasks ranged from categorization, over detection tasks to reports of perception. Taken together, clear effects of semantic relation were found in tasks requiring processing of the content and in all kinds of employed stimuli. Vision dominated in most experiments, but effects from audition onto vision were also evident.Unter welchen Umständen integriert das menschliche Gehirn multisensorische Informationen? Stein und Meredith (1993) haben drei Regeln aufgestellt, die Voraussetzungen für eine Integration beschreiben. Zeitliche (1) und räumliche (2) Übereinstimmung der Reize erleichtert die Reaktionen und erhöht die Feuerrate der Neuronen. Je schwächer zwei Reize sind, desto stärker ist der Zuwachs der neuronalen Aktivitäten [inverse Effektivität (3)]. Sind diese Regeln ausreichend, um zu erklären wann Informationen aus verschiedenen Sinnen integriert werden? In der Literatur wurden die drei Regeln meist mit einfachen Reizen wie Lichtblitze oder Klick-Tönen untersucht. In unserem Alltag beinhalten jedoch die meisten audiovisuellen Reize deutlich mehr semantische Informationen. Was geschieht, wenn wir etwas hören und etwas anderes sehen? Ist semantische Kongruenz irrelevant für eine multisensorische Integration? Falls semantische Kongruenz jedoch relevant ist, gibt es Einschränkungen dieser Regel? Anhand der vorliegenden Experimente wird untersucht, welche Rolle der Semantik bei der Reaktion auf audiovisuelle Reize zukommt. In Experiment 1 wurden Bilder und Geräusche von Tieren und Gegenständen präsentiert. Die Aufgabe der Versuchspersonen bestand darin, den Reiz einer vorgegebenen Modalität als belebt oder unbelebt zu klassifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass übereinstimmende Reize (z.B. ein bellender Hund) schnellere Antworten mit weniger Fehlern hervorriefen als bei Reaktionen auf unimodale Reize (z.B. nur das Bild eines Hundes ohne Geräusch). Ebenso gab es schnellere Antworten mit weniger Fehlern auf inkongruente Reize (z.B. das Bild eines Hundes und der Ton eines Klaviers) und sogar auf antwortkongruente Reize (z.B. ein miauender Hund). Demnach wurden also eindeutige Effekte der semantischen Kongruenz auf die Verarbeitung audiovisueller Reize festgestellt. Diese Effekte sind nicht durch Antwortkongruenz erklärbar. Die Experimente verwendeten verschiedene Reizarten und Aufgaben um die Effekte der Semantik weiter verallgemeinern zu können. Neben der Variation der semantischen Kongruenz bei Bildern und Geräuschen wurde die Kongruenz bei der Bewegungsrichtung von einfachen visuellen und auditiven Reizen sowie bei geschriebenen und ausgesprochenen Wörtern variiert. Dabei wurden Kategorisierungs- und Entdeckungsaufgaben sowie die Angabe des Wahrnehmungseindrucks verwendet. Insgesamt wurden eindeutige Effekte der Semantik bei allen verwendeten Reizen gefunden, allerdings nur, wenn für die Durchführung der Aufgabe eine Verarbeitung der Semantik notwendig war. Die visuelle Modalität dominierte in den meisten Experimenten, es wurden jedoch auch Effekte von der auditiven auf die visuelle Modalität gefunden

Creating a framework for a user-friendly cobot failure management in human-robot collaboration

Solving failures is part of our private and work lives. With the ongoing changes in the industrial production setting, we have to deal with new failure originators: collaborative robots (cobots). Failure communication and subsequent recovery are essential to improve performance and restore trust after cobot failures. Therefore, we propose a framework for cobot failure management (FCFM) to support failure communication and solving in the production context. In a study with workers (N = 35), we investigate the impact of the helpfulness of the FCFM for workers. The first preliminary results demonstrate that the FCFM helps facilitate failure communication and rectification

The geometry of the Barbour-Bertotti theories I. The reduction process

The dynamics of $N\geq 3$ interacting particles is investigated in the non-relativistic context of the Barbour-Bertotti theories. The reduction process on this constrained system yields a Lagrangian in the form of a Riemannian line element. The involved metric, degenerate in the flat configuration space, is the first fundamental form of the space of orbits of translations and rotations (the Leibniz group). The Riemann tensor and the scalar curvature are computed by a generalized Gauss formula in terms of the vorticity tensors of generators of the rotations. The curvature scalar is further given in terms of the principal moments of inertia of the system. Line configurations are singular for $N\neq 3$. A comparison with similar methods in molecular dynamics is traced.Comment: 15 pages, to appear in Classical and Quantum Gravit