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Mechatronische Systeme

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Mechatronische Systeme
Modulbezeichnung (engl.): Mechatronic Systems
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik, Master, ASPO 01.04.2020
Code: MTM.MES
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P231-0010, P231-0011
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2SU (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min.(70 %) + Hausarbeit (30 %)

[letzte Änderung 22.01.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MTM.MES (P231-0010, P231-0011) Mechatronik, Master, ASPO 01.04.2020 , 1. Semester, Pflichtfach
MST.MES (P231-0010, P231-0011) Mechatronik/Sensortechnik, Master, ASPO 01.04.2016 , 1. Semester, Pflichtfach
MST.MES (P231-0010, P231-0011) Mechatronik/Sensortechnik, Master, ASPO 01.10.2011 , 8. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Sonstige Vorkenntnisse:
Systemtheorie, Technische Mechanik

[letzte Änderung 10.04.2011]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MTM.SIM Simulation mechatronischer Systeme


[letzte Änderung 23.11.2020]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent/innen: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer

[letzte Änderung 30.01.2019]
Lernziele:
Befähigung zur systematischen Beschreibung, Analyse und Design komplexer mechatronischer Systeme mit Methoden der Systemtheorie und physikalischen Modellbildung, Erlernen der Methoden zur Behandlung von linearen und nichtlinearen Systemen und Anwenden der Methoden auf natürliche und mechatronische Systeme  
 
 


[letzte Änderung 27.10.2015]
Inhalt:
- Zustandraummodell (zeitkontinuierlich, LTI/linear/nichtlinear)
- Lösung der Zustandsraumgleichung im Zeitbereich
-- Fundamentalmatrix
-- Eigenschaften der Fundamentalmatrix
- Lösung der Zustandsraumgleichung im Frequenzbereich/Übertragungsfunktion
- Normalformen
-- Beobachtungsnormalform
-- Steuerungsnormalform
-- Jordan-Normalform
-- Ähnlichkeitstransformationen
- Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit
- Zeitdiskrete Systeme
-- Diskretisierung
-- Z-Transformation, Übertragungsfunktion
- Zustandraummodell (zeitdiskret)
 
Analyse von komplexen mechatronischen Systemen z.B. aus dem Automotiv Bereich
und der Luft- und Raumfahrt, Regelungstechnische Methoden in der Mechatronik wie z.B. (exemplarisch)
- Fahrassistenzsysteme (ESP, ABS, ...)
- Aktive Dämpfungssysteme
- Self-sensing-Effekte in der Aktorik
- Systembeschreibung durch den Lagrange-Formalismus
- Künstlicher Horizont
- Fluglagereglung
- Kalman-Filter
- Inertiale Navigation, Koppelnavigation, GPS-Stützung
Die Studierenden erarbeiten ausgewählte Themen in Kleingruppen selbstständig und tragen die Inhalte im Rahmen eines Work-shops vor.

[letzte Änderung 10.04.2011]
Literatur:
W. Roddeck, Einführung in die Mechatronik, Teubner, 2003
Schiessle (Hrsg.), Mechatronik 1 und Mechatronik 2, Vogel Fachbuch
R. Isermann, Mechatronische Systeme, Grundlagen, Springer, 1999
R. Isermann (Hrsg.), Fahrdynamik-Regelung, Vieweg, 2006
K.R. Britting, Inertial Navigations Systems Analysis, Wiley-Interscience
B. Heißing, M. Ersoy (Hrsg.), Fahrwerkhandbuch, Vieweg + Teubner, 2007
Jan Lunze, Regelungstechnik 2, Springer, 2008
Heinz Unbehauen, Regelungstechnik II, Vieweg, 2007
Otto Föllinger, Laplace-, Fourier und z-Transformation, Hüthig, 2007
Otto Föllinger, Regelungstechnik, Hüthig, 2008
 


[letzte Änderung 10.04.2011]
 
[Thu Nov 21 12:21:24 CET 2024, CKEY=zmmsa, BKEY=mechm, CID=MTM.MES, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]