Masterarbeit Kalorimeter

Allgemeines zum Projekt

Projekttitel: Auslegung eines Regelkonzeptes für einen kalorimetrischen Doppelkammerprüfstand zur Erfassung der Verlustleitung von magnetischen Komponenten

Betreuer: Prof. Dr. Marco Jung, Oliver Frahnert               

E-Mail: marco.jung@h-brs.de, oliver.frahnert@h-brs.de    

Anzahl Plätze:   1

Start: ab sofort

Studiengänge: Elektrotechnik / Nachhaltige Ingenieurwissenschaften

Ziel der Arbeit:

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird eine modellprädiktive Regelung (Model Predictive Control, MPC) für ein kalorimetrisches Doppelkammer-Messsystem zur präzisen Verlustleistungsbestimmung magnetischer Bauelemente entwickelt. Das Messprinzip beruht auf der kalorimetrischen Auswertung thermischer Zustandsgrößen in einem stark gekoppelten Mehrraum-Wärmemodell.

Ziel der Arbeit ist die Regelung der:

• Innenraumtemperatur des Prüflings,
• Temperatur im Zwischenraum der Messstruktur sowie
• modellbasierten Temperatur eines virtuellen Kühlkörpers.

 Dabei sollen dynamische Kopplungen, Totzeiten und thermische Nebenpfade durch ein geeignetes thermisches Ersatzmodell (z. B. RC-Netzwerk) abgebildet und zur prädiktiven Regelung genutzt werden. Der Regler soll sowohl temperatur- als auch leistungsbezogene Nebenbedingungen einhalten und sich für den Einsatz in einem realen Messaufbau eignen. 

Aufgabenpakete:

1. Einarbeiten in die vorhandene Literatur (Kalorimetrie, Thermodynamik und Regelungstechnik)
2. Einarbeitung in den vorhandenen Prüfstand
3. Erstellen einer Simulationsumgebung in Form eines Zustandraummodells
4. Identifizierung eines geeigneten Regelverfahrens (z.B. LMPC)
5. Implementierung und Einbindung der Regelung auf der Zielhardware
6. Evaluierung und Tuning der Regelparameter 

Anforderungen / Kenntnisse:

Regelungstechnik:

• Verständnis von Systemtheorie (LTI-Systeme, Zustandsraumdarstellung)
• Erste Kenntnisse in numerischer Optimierung von Vorteil
• Grundlagen von Zustandsschätzung wünschenswert
• Erfahrungen mit Matlab/Simulink 

Thermodynamik (Grundkenntnisse):

• Grundlagen der Wärmebilanzierung und Wärmeströme
• Verständnis von Wärmeübergängen und thermischen Übergangsprozessen
• Kenntnisse über Wasserkühlkreisläufe in technischen Systemen

Elektrotechnik:

• Erfahrung mit der Bestückung und Bearbeitung von Platinen
• Kenntnisse im Löten (THT und idealerweise SMD)
• Crimpen und Verdrahtung elektrischer Komponenten
• Aufbau einfacher elektrischer Schaltungen und deren Inbetriebnahme

Was wir bieten:

• Mitarbeit in einem motivierten und interdisziplinären Team
• Praxisnahe Einblicke in aktuelle Forschungsthemen der Leistungselektronik und Energietechnik
• Flexible Arbeitszeiten nach Absprache
• Möglichkeit zur fachlichen Weiterentwicklung und Vertiefung praktischer Fähigkeiten

Interesse geweckt?
Dann freuen wir uns über Ihre Bewerbung mit kurzem Lebenslauf und Notenübersicht an:
Prof. Dr. Marco Jung – marco.jung@h-brs.de oder Oliver Frahnert - oliver.frahnert@h-brs.de