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Adaptive Gegenkopplung elektromagnetischer Störungen mithilfe digitaler Signalverarbeitungssysteme

Lehrstuhl: Arbeitsgebiet Bordsysteme

Betreuer: Tobias Dörlemann, Andreas Bendicks,

Beginn ab: 01.04.2018

Maximale Anzahl der Teilnehmer: 6

Beschreibung: Die voranschreitende Elektrifizierung des Kfz bedingt eine steigende Anzahl an leistungselektronischen Konvertern zur Energiewandlung und –verteilung. Aufgrund der zugrundeliegenden PWM-Signale erzeugen diese Systeme erhebliche elektromagnetische Störungen, welche beispielsweise den Empfang von Funkdiensten, die für das automatisierte Fahren eine sehr große Bedeutung bekommen werden, verschlechtern oder unmöglich machen können. In der Praxis werden üblicherweise passive Filterstrukturen zur Dämpfung der Störungen eingesetzt, welche jedoch groß, schwer und teuer sind.

In einer Forschungsarbeit des Arbeitsgebiets Bordsysteme werden aktive Gegenkopplungskonzepte untersucht und entwickelt. Bei diesem Konzept werden die Störungen durch Gegenstörungen überlagert, wodurch es idealerweise zu einer vollständigen Auslöschung der Störsignale kommt. Dieser Ansatz verspricht im Vergleich zu passiven Lösungen eine erhebliche Bauraum- und Gewichtsreduktion, da die wesentliche Struktur aus Siliziumhalbleitern und nicht aus vergleichsweise großen Spulen und Kondensatoren besteht.

Zur Umsetzung dieses Konzepts kommen digitale Signalverarbeitungssysteme zum Einsatz. Diese Systeme ermöglichen eine Adaption des Gegenkopplers an das störende System, wodurch bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt werden konnten. Bisher ist die Umsetzung der Gegenkoppler mit FPGA-Systemen erfolgt, die jedoch hohe Kosten mit sich bringen. Im Rahmen der Projektgruppe soll daher ein System mit geringeren Hardwareanforderungen realisiert werden.

Mögliche Arbeitspakete:
- Vergleich von digitalen Signalverarbeitungssystemen zur adaptiven Gegenkopplung
- Implementierung eines Suchalgorithmus zur Bestimmung des notwendigen Gegenkoppelsignals
- Entwicklung eines Digital-Analog-Wandlers zur Generierung des Gegenkoppelsignals
- Entwicklung eines Leistungsmessers zur Bewertung der Güte der Gegenkopplung
- Analyse der Möglichkeiten und Grenzen der einzelnen Systemkomponenten