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Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen Anforderungen für eine realitätsnahe, skalierbare und funktional anpassbare Simulationsumgebung aufgestellt, eine Lösung konzipiert und umgesetzt werden. Die Lösung soll es unerfahrene Mitarbeiter in die Lage versetzen, sich in die Thematik der Steuergeräteentwicklung, der Fahrerassistenz Algorithmen und der Timing- und Trace Analyse sowie der Entwicklung von Testfällen einzuarbeiten und weitere Funktionen zu entwickeln und diese in Bezug auf das Timing-Verhalten zu
prüfen.
Die Masterarbeit umfasst folgende Schwerpunkte:
- Analyse der Anforderungen an eine solche Umgebung
- Bewertung und Eignung bestehender Lösungen
- Konzeption einer Lösung
- Umsetzung der gewählten Lösung
- Validierung der Lösung an einem Algorithmus für ein Fahrerassistenzsystem im Hinblick auf das
Echtzeitverhalten
FMEA-Untersuchungen zur Fehlerdiagnose elektronischer Schaltungen basierend auf LTSpice-Simulationen
(2021)
Im Schaltungsentwicklungsprozess weist die FMEA-Analyse eines einzelnen Produkts Einschränkungen auf. Das Ziel dieser Masterarbeit besteht darin, die Fehlerdiagnosetechnologie zu untersuchen und die FMEA-Analyse weitestgehend automatisieren zu können.
An einer leistungselektronischen Wandlerschaltung (Auf/Abwärtswandler oder synchroner Buck-Boost-DC-DC Wandler mit SiC-Bauelementen für Dioden und Schalter) werden FMEA-Analysen für Raumtemperatur und maximal möglicher Schaltungstemperatur durchführt. Die in der Schaltung enthaltenen Komponenten werden nach ihrem Fehlermodus, möglichen Fehlermechanismen, damit verbundenen Fehlerauswirkung, und versehen mit benötigten Zusatzinformationen sortiert.
Die Analyse des Einflusses von Fehlern werden mittels Schaltungssimulation durchgeführt. Realisiert wird die Schaltungsmodellierung mit LTSpice, um eine schnelle Simulation unterschiedlicher Fehlermöglichkeiten einzelner Schaltungskomponenten zu ermöglichen, deren Einfluss auf Schaltungsfunktionen oder den Gesamtausgangsstrom zu extrahieren. Dadurch soll die ursprüngliche FMEA-Analysetabelle überprüft und in deren Aussagen und Wichtungen gegebenenfalls verbessert werden.
Konkret wird versucht anhand der FMEA-Analysetabelle diese Umsetzbarkeit dieser Fehlerdiagnosemethode zu untersuchen. Die FMEA-Analysetabelle soll dazu in eine Art Fehlerquellentest-Abhängigkeitsmatrix umgewandelt werden, daraus soll ein Fehlerdiagnosebaum durch einen informierenden Suchalgorithmus (AO * -Algorithmus) erzeugt werden. Anschließend soll die Fehlerdiagnose der Schaltung gemäss diesem Fehlerdiagnosebaum und der Diagnosesequenz überprüft werden.
Zusammenfassend sollen Aussagen darüber getroffen werden, wieweit dieser Entwurfsprozess und deren Implementierung einer automatisierbaren FMEA-Methode entsprechen, die damit eine verbesserte FMEA-Analyse an einer Schaltung durchführen kann und damit eine Fehlerdiagnose vereinfacht erstellt werden kann.
Im ersten Abschnitt dieser Masterarbeit werden theoretische Betrachtungen zum Trocknungsverhalten dicker Photoresistschichten durchgeführt. Nach Konditionierung der vorliegenden Messdaten eines innovativen, gravimetrisch gesteuerten Infrarot-Trocknungssystems werden die Kurvenanpassungen der gewonnen Berechnungsgleichungen durchgeführt. Betrachtungen hinsichtlich verschiedener Trocknungstemperaturen ergeben eine eindeutige, exponentielle Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten. Zusammenfassend können die gewonnenen analytischen Ansätze zur Beschreibung der diffusionsdominierten Trocknungsphase als geeignet angesehen werden. Im zweiten Abschnitt dieser Masterarbeit wird ein Simulationstool zur analytischen Beschreibung der Eigenfrequenz eines beladenen Cantilevers in der VBA-Programmierumgebung des Softwarepaket MS Excel® entwickelt. Ein Abgleich gemessener und berechneter Eigenfrequenzen zeigen eine äußerst zufriedenstellende Korrelation und damit die Anwendbarkeit des vorgestellten Berechnungstools.