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Steuerung Mechatronischer Systeme

Modulbezeichnung: Steuerung Mechatronischer Systeme
Studiengang: Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MST2.SMS
SWS/Lehrform: 4SU (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 6
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit

[letzte Änderung 13.02.2019]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
MST2.SMS Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019, 6. Semester, Pflichtfach
MST2.SMS Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020, 6. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
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):
MST2.MCS Mikrokontroller-Systeme
MST2.MIC Mikroprozessortechnik


[letzte Änderung 05.05.2020]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer


[letzte Änderung 05.05.2020]
Lernziele:
Die Studenten sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage, einfache sensortechnische Anwendungen auf einem moderne µC-System zu entwerfen und zu implementieren. Dies umfasst das Einlesen der Sensordaten via Bus-System (hier: I2C) sowie die algorithmische Datenverarbeitung (hier: Lagewinkelberechnung)

[letzte Änderung 05.05.2020]
Inhalt:
- CAN-Bus
- I2C-Bus
- Grundlagen der Rotationskinematik
-- Mathematische Grundlagen (Wiederholung)
-- Algebraische Darstellungen der räumlichen Drehungen
--- Rotationsmatrix, Richtungskosinusmatrix
--- Drehachse, Drehwinkel, Rotationsvektor
--- Eulerwinkel
--- Quaternionen
-- Differentialgleichungen
-- Inertiale Navigation
--- Inertialsystem
--- Berechnung von Lage und Position in unterschiedlichen Bezugskoordinatensystemen
-- Sensorfehler

[letzte Änderung 05.05.2020]
Literatur:
Jospeh Yiu: "The Definite Guide to the ARM Cortex-M3", Newnes
Bruce P. Douglass: "Design Patterns for Embeddd Systems in C", Newnes
Daniel W. Lewis: "Fundamentals of Embedded Software with the ARM Cortex-M3", Pearson International Ed.
Thomas Eißenlöffel: "Embedded-Software entwickeln", dpunkt.verlag
J. A. Langbridge: Professional Embedded ARM Development, John Wiley & Sons, 2014
Jan Lunze: "Regelungstechnik I", Springer (online verfügbar)
Heinz Unbehauen: "Regelungstechnik I", Vieweg Teubner (online verfügbar)
Robert C. Seacord: The CERT C Coding Standard, 98 Rules for Developing Safe, Reliable and Secure Systems, 2nd ed., Addison Wesley, 2014 ==> https://securecoding.cert.org/confluence/display/seccode/CERT+C+Coding+Standard
THE I²C-BUS SPECIFICATION, Philips Semiconductors, document order number: 9398 393 40011
Bortz, John E.: A New Concept in Strapdown Inertial Navigation, NASA Technical
Report R-329 (1970)
Bortz, John E.: A New Navigation Formulation for Strapdown Navigation, IEEE
Transactions on Aerospace and Electronic Systems, AES–7 (1971), 61–66.
Shuster, Malcom D.: A Survey of Attitude Representations, The Journal of the
Astronautical Sciences, Vol. 41, No. 4 (1993), 439–517.
Britting, Kenneth R.: Inertial Navigation System Analysis, New York, Wiley–Interscience
(1971)
Bekir, Esmat: Introduction to Modern Navigation Systems, Singapure, Word Scientific
(2007)
Titterton, David H.; Weston, John. L: Strapdown Inertial Navigation Technology,
Institution of Electrical Engineers (2004)
Savage, Paul G.: Strapdown Inertial Navigation Integration Algorithm Design, Part 1:
Attitude Algorithms, Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 21, No. 1, (1998)
Savage, Paul G.: Strapdown Analytics, Part 1, Maple Plain, Strapdown Associates, Inc.
(1998)
Kuipers, Jack B.: Quaternions and Rotation Sequences, Princeton, Princeton Univerity
Press (1999)

[letzte Änderung 05.05.2020]
[Wed Dec  1 17:20:23 CET 2021, CKEY=m3MST2.SMS, BKEY=mst3, CID=MST2.SMS, LANGUAGE=de, DATE=01.12.2021]