Modulhandbuch

Modulhandbücher entsprechend der Studienordnung ab SoSe 19

Angewandte Informatik

Lehrform Vorlesung
Lernziele

- Methoden des Software-Engineerings im Umfeld von Embedded Systems einsetzen können
- Besonderheiten der Softwaretechnik für Embedded Systems kennen lernen
- Software unter besonderer Berücksichtigung von Qualität und Stabilität entwickeln können
- Verfahren modellbasierter Softwareentwicklung kennen and anwenden lernen
- Entwurfsverfahren für Echtzeitsysteme kennen lernen
- Software-Architekturen für Embedded Systems verstehen können
- Prinzipien des Web Engineerings verstehen
- Web Technologien gezielt in Projekten einsetzen können

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Kommunikationsnetze
Art Vorlesung
Nr. E+I215
SWS 2.0
Lerninhalt

OSI- und TCP/IP-Referenzmodell

Sicherungsschicht

  • Rahmenbildung
  • Fehlerkorrektur und Fehlererkennung
  • Schiebefensterprotokolle
  • Mehrfachzugriffsprotokolle
  • Kopplung von Netzwerken

Vermittlungsschicht

  • Routing
  • Routing im Internet
  • IPv4 (inkl. Subnetting)
  • IPv6

Transportschicht

  • TCP
  • UDP

Anwendungsschicht

  • DNS
  • E-Mail (STMP, POP, IMAP etc.)
  • Web (HTTP, Web2.0, etc.)

Sicherheit

  • Geheimhaltung, Authentifizierung, Integrität
Literatur

Tanenbaum A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage, München, Pearson Studium, 2003
Stevens Richard W., TCP/IP, Reading, Mass. [u.a.], Addison-Wesley, 2005
Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, München, Wien, Hanser, 2003

SW-Engineering für Embedded Systems
Art Vorlesung
Nr. E+I214
SWS 2.0
Lerninhalt

- Phasen der Softwareentwicklung

- Abstraktion und Hierarchie

- Echtzeit & Zuverlässigkeit
--- Programmiertechniken
--- Speichermanagement
--- Echtzeitbetriebssysteme

- Software

- Entwicklungsprozesse
--- Sequentielle Vorgehensmodelle
--- Iterative Vorgehensmodelle

- Entwurf
--- Strukturierter und modulare Entwurf
--- Modellbasierter Entwurf

- Implementierung
--- Werkzeuge
--- Anforderungsanalyse
--- Software-Qualitätssicherung
--- Dokumentation

Literatur

Balzert, H., Lehrbuch der Software-Technik, Band 1, 3. Auflage, Heidelberg, Spektrum, 2009

Sommerville, I., Software Engineering, 9. Auflage, München, Pearson Studium, 2012                                                     

Berns K., Schürmann B., Trapp M., Eingebettete Systeme: Systemgrundlagen und Entwicklung eingebetteter Software, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Schellong H., Moderne C-Programmierung: Kompendium und Referenz, Heidelberg, Springer, 2005

Korff, A., Modellierung von eingebetteten Systemen mit UML und SysML, Heidelberg, Spektrum, 2008


Bachelorarbeit

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 2.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 14.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Bachelor-Thesis
Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. E+I341
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung wird in vorgegebener Zeit selbständig bearbeitet und dokumentiert.

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Kolloquium
Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. E+I342
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Teilnahme an mindestens 8 Fachvorträgen über andere Bachelor-Arbeiten der selben Fakultät muss vor der Anmeldung der eigenen Arbeit nachgeweisen werden.

Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15-20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen.

 

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben


Betriebliche Organisation

Empf. Vorkenntnisse

Elektrische Antiebe I, Grundkenntnisse im Bereich der Leistungselektronik und in der Funktionsweise elektrischer Maschinen

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Teilnehmer lernen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe kennen. Sie beherrschen am Ende die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Teilnehmer verschaffen sich außerdem einen Überblick über die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Im Labor machen sich die Teilnehmer mit dem Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung, vertraut.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Seminar Projektmanagement
Art Seminar
Nr. E+I235
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte:

- Projektmanagement: Definitionen, Richtlinien, Nutzen
Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN;
Determinanten des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische
Dreieck" des Projektmanagements.

- Projektorganisationsformen
Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation

- Projektlebenszyklus
- Projektdefinition
- Projektplanung : Kick-off, Erstellen eines
Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der
Aufwandsschätzung; Termin- und Ablaufplanung (Gantt-Chart,
Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur
Projektplanung.
- Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung,
Qualitäts- und Config.-Management); Techniken zur Erfassung
zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist
Vergleich; Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend
Analyse (MTA)); Definieren von Steuerungsmaßnahmen.
- Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht
mit Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out);
Feedback zum Projekt.

- Kosten des Projektmanagements

- Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team

- Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement:
Kreativitätstechniken; Problemlösungstechniken;
Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation).

- Abschlussdiskussion - Feedback der Seminarteilnehmer

 

Literatur

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M. E., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning Verlag, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Kommunikation und Interaktion in Unternehmen
Art Seminar
Nr. E+I323
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Wahrnehmung als Grundlage der Kommunikation
  • Nonverbale und verbale Kommunikation, Ebenen der Interaktion
  • Selbstbild und Fremdbild: die Wirkung des eigenen Verhaltens kennenlernen
  • Einführung in die Transaktionsanalyse
  • Übungen zur Transaktionsanalyse: Analyse des individuellenGesprächsverhalten, erkennen und verstehen der Verhaltensweisen anderer
  • Charakteristisches Kommunikationsverhalten: Das Struktogramm
  • Konkrete Gesprächsstrategien: Ursachen und Wirkungen
  • Anwendung der Kommunikationsstrategien in schwierigen Gesprächssituationen
  • Erarbeiten und praktische Erprobung von Konfliktlösungsstrategien und Fragetechniken
  • Feedback auf das eigene Redeverhalten
  • Übungen für ein Assessment-Center
Literatur

Schulz von Thun, Miteinander reden, Band 1-3, Rowohlt, 1981

Betriebswirtschaftslehre
Art Vorlesung
Nr. E+I324
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007


Betriebliche Praxis

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele

Dieses Modul hat ein klares übergeordnetes Lernziel:
Bereitstellung von theoretischem Wissen und Verknüpfung desselben mit dem Betriebspraktikum, um dieses als integralen Teil des Studiums in den Studienablauf einzubetten. Die Studierenden erwerben damit die Kompetenz, die betrieblichen Abläufen zugrunde liegenden Strukturen zu erkennen und vor diesem Hintergrund ihr eigenes Handeln im Betrieb reflektieren zu können.

Herzu gehören im einzelnen eine Vermittlung einer breiten betriebswirtschaftlichen Wissensbasis, um betriebliche Probleme in ihrem spezifisch ökonomischen Wesen zu begreifen und ein Kennen lernen der vielfältigen Beziehungen und Zusammenhänge zwischen den betrieblichen Teilbereichen.
Kommunikationsfähigkeit der Studierenden ist ein zweites Ziel, um überhaupt im betrieblichen Umfeld agieren zu können.

Dauer 2 Semester
SWS 0.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:150 h

  • Workload:240 h
ECTS 24.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Referat, Klausur K60 und entsprechend Wahlpflichtfachliste

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Betriebspraktikum
Art Praktikum
Nr. E+I322
Lerninhalt

Das Ziel des Betriebspraktikums ist, durch Tätigkeiten in einschlägigen Betrieben das gewählte Berufsfeld soweit kennen zu lernen, dass eine sinnvolle Schwerpunktbildung und Auswahl von Fächern nach eigener Neigung für die Studierenden möglich wird.

Literatur

Wird im Praktikumsbetrieb bekannt gegeben


Elektrische Antriebe I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Teilnehmer lernen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger bedeutender elektrischer Maschinen selbst kennen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer eignen sich außerdem die Fähigkeit zur Beurteilung, welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist, an.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:180 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Leistungselektronik
Art Vorlesung
Nr. E+I256
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Aufgaben der Leistungselektronik
  • Bauelemente der Leistungselektronik
  • Wechselstrom- und Drehstromsteller
  • Netzgeführte Stromrichter
  • Selbstgeführte Stromrichter
  • Umrichter
  • Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern
Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2008
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2008

Grundlagen elektrischer Antriebe
Art Vorlesung
Nr. E+I257
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz
- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld
- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor
- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer
- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen
- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017


Elektrische Antriebe II

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Teilnehmer gewinnen die Fähigkeit zum gezielten Einsatz von Sensoren und geeigneten Signalverarbeitungsverfahren in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der Regelungstechnik.

Die Studierenden können die Eigenschaften von Sensoren beurteilen, Fehlereinflüsse erkennen und geeignete Methoden für dei Messung und Kompensation auswählen.

Die Teilnehmer kennen die verschiedenen Messgrößen, physikalischen Messprinzipien und Anwendungsfelder und können geeignete Sensoren auswählen und auslegen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Industrielle Antriebe
Art Vorlesung
Nr. E+I258
SWS 2.0
Lerninhalt

- Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
- Sensoren für elektrische Antriebe
- Wicklungen von Drehfeldmaschinen
- Raumzeigertheorie
- Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
- Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
- Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
- Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Literatur

Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2., Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2001

Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2013

Labor Elektrische Antriebe und Leistungselektronik
Art Labor/Studio
Nr. E+I259
SWS 2.0
Lerninhalt

Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanentmagneterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
- Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
- Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
- Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
- Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Hanser Verlag, 2013
Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985


Embedded Systems

Empf. Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Der Studierenden beherrschen den Umgang mit Mikroprozessoren und Mikrocontrollern, verstehen den Einsatz von Assemblerprogrammierung, können Assembler in Hochsprachen einbinden und gehen strukturiert vor. Sie können eigene Embedded Systems aufbauen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium

Bachelor EI-3nat, Hauptstudium

Veranstaltungen Embedded Systems
Art Vorlesung
Nr. E+I231
SWS 2.0
Lerninhalt

Befehlsstrukturen und –verarbeitung in Mikroprozessoren Adressierung der 80x86-Prozessoren Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts Zyklische und verzweigte Programme Flags Stackoperationen Logische und arithmetische Befehle Makros und Prozeduren Periphere Anbindung mit IN und OUT Textausgaben Adressierungsarten Aufbau von Mikrocontrollern Register, RAM, EEPROM, Flash Ports und Peripherie Systementwicklung Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems

 

Literatur

Uhlenhoff, A., Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Aachen, Shaker Verlag, 2002

Heiß, P., PC Assemblerkurs, Heise-Verlag, 1994

Labor Embedded Systems
Art Labor
Nr. E+I232
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Vorbereitende Arbeiten
  • Einrichten einer IDE auf dem PC
  • Anwendung der in der VL erlernten Befehle
  • Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
  • Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
  • Echtzeitanwendungen
  • Textverarbeitung Embedded Systems
  • Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems (das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
  • Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
  • Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
  • Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
  • Zusatzhardware integrieren
  • Stand-alone-System aufbauen
  • Tools kennen lernen

 

Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2010


Maschinenkonstruktionslehre

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik I und II sowie Mathematik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele

Die Wirkungsweise der behandelten Maschinenelemente soll verstanden werden und ihre Beanspruchungen sollen bekannt sein. Aufgrund dieses Wissens sollen dieMaschinenelemente dimensioniert und günstig gestaltet werden können. Die zugehörigen Festigkeitsnachweise sollen unter Beachtung einschlägiger Normen durchgeführt und dokumentiert werden können. Der Einfluss der Bauteile auf die Dynamik eines Antriebsstranges muss abgeschätzt werden können.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:80 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:160 h

  • Workload:240 h
Leistungspunkte und Noten

7 Creditpunkte

ECTS 7.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min., und Hausarbeit

Die Hausarbeit wird als freiwillige Prüfungsleistung benotet und kann bis zu 20 % auf die Klausurnote angerechnet werden.

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Waltersberger

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 4
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK - Hauptstudium

Veranstaltungen Maschinenelemente/Konstruktionslehre
Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V608
SWS 6.0
Lerninhalt

A) Achsen u. Wellen, Dimensionierung, Gestaltung, Festigkeitsberechnung;

B) Gleitlager, Bauarten, Wirkungsweise, Erwärmungrechnung, Nachweis ausreichender Schmierfilmdicke für hydrodynamische Gleitlager;

C) Wälzlager, Bauarten, Anwendungsbeispiele, Konstruktions-
Richtlinien für Einbau u. Anordnung, Lebensdauernachweis bei
zeitlich konstanter und veränderlicher Belastung.

D) Wellendichtungen an Lagerstellen, Bauarten u. Anwendungsgebiete;

E) Verzahnungen, Bauarten, Kinematik, Zahnprofile. Evolventenverzahnung: Eigenschaften, Herstellung, Berechnung
der Geometrie, Zahnfußtragfähigkeit u. Zahnflankentragfähigkeit.

F) Riementriebe, Bauformen u. Anwendungsgebiete, Berechnung der
Kräfte und der geometrischen Größen, Ermittlung der erforderlichen
Riemenbreite bzw. der Riemenanzahl bei Keilriemen.

G) Berechnungsbeispiele und Konstruktionsübung.

Literatur

Roloff, Matek, Maschinenelemente, 2003
Niemann, Winter, Höhn, Maschinenelemente, 2005
Haberhauer,Bodenstein, Maschinenelemente, 2007
Walter, Vorlesungs-Manuskript Maschinenelemente, 2010


Mechatronische Systeme I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Teilnehmer können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Die sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die Teilnehmer beherrschen auch Reglerentwurfsverfahren für Mehrgrößenregelkreise und für den Fall begrenzter Stellgrößen. Die erlernten Methoden können von den Teilnehmern auch für den Digitalrechner aufbereitet werden. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

Die Teilnehmer beherrschen Verfahren für die Modellbildung und Simulation technischer Prozesse und sammeln Erfahrungen über die Parametrierung und Inbetriebnahme von Regelkreisen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Grundlagen mechatronischer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I349
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Begriffsbestimmung der Mechatronik
  • Entwicklungsprozess mechatronischer Systeme
    • V-Modell
    • Schnittstellenproblematik
    • Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme
  • Bauteile mechatronischer Systeme:
    • Mechanisch
    • Elektrisch
    • Fluidisch / thermodynamisch
  • Modellbildung in der Mechatronik:
    • Theoretische Modellbildung
    • Parameteridentifikation
  • Kinematik mobiler Systeme
  • Sensoren mechatronischer Systeme
    • Eigenschaften von Sensorsystemen
    • Physikalische Effekte
    • Beschleunigungssensoren
    • Drehratensensoren
    • MEMS Sensorik
  • Prozessdatenverabreitung mechatronischer Systeme
    • Signal- und Datenverarbeitung
      • Kleinster Quadrate Schätzer
      • Kartierung
  • Ausgewählte Beispiele mechatronischer Systeme

 

Literatur

Roddeck, W., Einführung in die Mechatronik, Springer-Vieweg, 2012

Heimann, B., Mechatronik: Komponenten - Methoden - Beispiele, München, Wien, Hanser-Verlag, 2006

Siegwart, R., Introduction to Autonomous Mobile Robots, Cambridge, MIT Press, 2011

Simulation mechatronischer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I350
SWS 2.0
Lerninhalt

Modellbildung

  • Systembegriff
  • Verfahren der Modellbildung
    • Theoretische Modellbildung
    • Allgemeine Systeme
    • Klassifizierung dynamischer Systeme

Vorgehensweise bei der Simulation

  • Numerische Integration
  • Simulationssysteme
    • Matlab/Simulink
    • Gazebo

Ausgewählte Beispiele zur Simulation mechatronischer Systeme

 

 

Literatur

Glöckler, Simulation mechatronischer Systeme, Wiesbaden, Springer, 2014

Scherf, Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, Oldenburg, 2009


Mechatronische Systeme II

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden lernen die grundlegenden Eigenschaften und Komponenten mechatronischer Systeme kennen. Sie kennen das Vorgehen für die systematische und teamorientierte Entwicklung mechatronischer Systeme. Sie verstehen den Aufbau und die Interaktion von Aktoren, Sensoren und Elementen der Steuerung und Informationsverarbeitung.

Die Studierenden lernen die grundlegenden Komponenten aus Mechanik, Elektrotechnik und Informationstechnik kennen und können diese anhand von Fallbeispielen mathematisch beschreiben.

Sie erkennen die Zusammenhänge von digitalen Entwurfs- und Entwicklungsprozessen mit dem realen System. Die Studierenden beherrschen Verfahren zur Modellierung und der Simulation einfacher Systeme und kennen eine Auswahl der hierfür einzusetzenden Modellierungswerkzeuge.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Grundlagen autonomer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I354
SWS 2.0
Labor Mechatronik
Art Labor
Nr. E+I321
SWS 3.0
Lerninhalt

Es soll eine möglichst alle Aspekte eines mechatronischen Systems umfassende Projektaufgabe in Gruppen bearbeitet werden. Dabei sollen die Projektmanagement-Methoden des Seminars Projektmanagement angewendet werden.
Die Studierenden werden mit einem möglichst konkreten und somit auch intuitiv erfassbaren mechatronischen Projekt konfrontiert. Es müssen die konkreten Gegebenheiten erfasst und analysiert werden und die Anforderungen an das Gesamtsystem zum Erreichen des gesetzten Ziels aufgestellt werden. Um das Gesamtsystem erfolgreich betreiben zu können, ist eine zunehmende Abstraktion von den konkreten Komponenten und deren Leistungsfähigkeit hin zu den für das System relevanten Eigenschaften erforderlich. Auf diesem Hintergrund soll dann eine geeignete Steuerung oder Regelung des Systems entworfen und umgesetzt werden.
Beispiel für Projektaufgaben
- Lösen einer Handhabungsaufgabe mit einem Industrieroboter
- Einsatz eines Bilderfassungssystems bei einer Handhabungsaufgabe
- Orientierung und Navigation mit einem bestehenden System (mobile Serviceroboter-Einheit, Roboterhund, ...)
- Entwurf eines systemfähigen Regelungs- und Steuerungskonzepts für bestehende mechatronische Komponenten
- Simulation von einfachen mechatronischen Gesamtsystemen
- Fußballroboter (auch mit LEGO)
- Programmierung einfacher Humanoidroboter bzw. von deren Elementen
- eigene Projektvorschläge der Studierenden

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.


Objektorientierte Programmierung

Lehrform Praktikum
Lernziele

Der Teilnehmer verankert und erweitert das bereits Erlernte durch praktische Erfahrung, lernt die Bedeutung der Teamarbeit kennen, wendet Softskills an und erweitert sie.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:95 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:720 h

  • Workload:720 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Objektorientierte Software-Entwicklung
Art Vorlesung
Nr. E+I233
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung beruht auf der Programmiersprache Java. Bei Interesse kann
aufbauend ein Wahlpflichtfach C++ belegt werden.

- Grundlagen
- Klassen und Arrays
- Vererbung
- Operator-Überladung und Typumwandlung
- Exceptions
- Collections
- Ein-/Ausgabe
- Swing
- Generics
- Entwurfsmuster

Labor Objektorientierte Software-Entwicklung
Art Labor
Nr. E+I234
SWS 2.0
Lerninhalt

- Erstellung von Programmen mit - Klassen und Objekten - Vererbung und Polymorphie
- Operator-Überladung - Exceptions - Entwurfsmustern - Anwendung der Grundlagen
des Software-Engineerings - Objektorientierte Analyse - Objektorientierter Entwurf -
Dokumentation - Test


Regelungstechnik

Lehrform Vorlesung
Lernziele
  • Kennenlernen der im Rahmen eines Projektlebenszyklus durchzuführenden Projektmanagementaktivitäten und deren Nutzen
  • Sammeln von Erfahrungen beim toolunterstützten Erstellen einer Projektplanung und deren Präsentation im Rahmen studentischer Projektteams
  • Sammeln von Erfahrungen beim Durchführen eines interdisziplinären Projekts nach den Methoden des Projektmanagements
  • Analyse eines konkreten mechatronischen Systems und Extraktion der systembestimmenden Eigenschaften
  • Einfache Regelung und Steuerung eines mechatronischen Systems
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Stephan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Labor Schaltungstechnik
Art Labor
Nr. E+I224
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

 

Regelungstechnik II
Art Vorlesung
Nr. E+I253
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
  • Algebraische Stabilitätskriterien
  • Vereinfachung des Streckenmodells
  • Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
  • Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
  • Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhalten
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Lunze, J., Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen, 9. Auflage, Heidelberg, Springer Verlag, 2013

Labor Regelungstechnik
Art Labor/Studio
Nr. E+I327
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Frequenzgangmessung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
  • Zweipunktregelung
  • Analoge und digitale Regler vom PID-Typ
  • Lösung von regelungstechnischen Problemen mit Modellbildung und Simulation (Matlab/Simulink)
  • Erzeugung von echtzeitfähigem Programm-Code aus einer Computersimulation; Rapid Prototyping
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg


Robotik

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele

Ein erstes Lernziel ist, dass die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in einem Projekt aus dem Bereich der Mechatronik methodisch und im Zusammenhang eingesetzt werden können.
Die Kompetenz, ein Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist selbstständig strukturieren, nach wissenschaftlichen Methoden systematisch bearbeiten und schließlich transparent dokumentieren zu können, qualifiziert die Absolventen für einen Eintritt in die Community der Ingenieure.
Wesentlicher Bestandteil ist die Kompetenz zur zielgruppengerechten Präsentation des Projektes und der in der Arbeit erzielten Resultate in verschiedenen Präsentationsformen.
Mit dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist damit auch ein indirektes Lernziel erreicht: die Studierenden mit dem erfolgreichen Abschluss "ihres" Projektes ein zur Ausübung des Ingenieurberufes hinreichendes Selbstverständnis mit auf den Weg zu geben.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Labor Robotik
Art Labor
Nr. M+V618
SWS 2.0
Robotik
Art Vorlesung
Nr. M+V612
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Einführung und Überblick
Definition, Robotertypen und Anwendungsbereiche

B) Koordinatensysteme und Bewegungen, Kinematik
Roboterstellung: Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, homogene Matrizen, Euler-Winkel, Denavit-Hartenberg-Konvention
Roboter- und Weltkoordinaten: Vorwärtstransformation, Rückwärtstransformation, kinematische Transformationen, Jacobi-Matrix
Bewegungsbahnen: Punkt-zu-Punkt, Bahnsteuerung, Linear- und Zirkularinterpolation, Überschleifen
Programmierung von Bewegungen: Online (Teach-in) und Offline (textbasiert)

C) Mechanische und elektromechanische Eigenschaften von Robotern
mechanische Elemente, elektromechanische Komponenten, Greifer, Sensoren
dynamisches Verhalten: Berechnung von Kräften und Drehmomenten
Gesamtmodell mit Antrieben, Servoelektronik, Getriebematrizen

D) Steuerung und Regelung von Robotern
Gelenkregelung: dezentrale Kaskadenstruktur, adaptive Gelenkregelung
kartesische Lageregelung, Kraftregelung, hybride Regelung
modellbasierte Regelungskonzepte: zentrale Vorsteuerung, Entkopplung und Linearisierung, robuste Regler
nichtanalytische Regelungsverfahren: Fuzzy-Regler, neuronale Lernverfahren

E) Intelligente Robotersysteme
Bilderfassung, Bildverarbeitung, Entscheidungsfindung
Serviceroboter, Humanoidroboter

Literatur

Weber, W., Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, Hanser, 2009

Craig, J.J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Reading: Addison-Wesley, 2002

Siciliano, B., Khatib, O., Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008


Schaltungstechnik

Empf. Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele
  • Begreifen des Verstärkers als Grundfunktion der analogen Signalverarbeitung.
  • Fähigkeit zur Verhaltensmodellierung mittels Ersatzschaltbildern und Signalflußbildern.
  • Beherrschen der Dimensionierung von Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen bei gegebenen Anforderungen.
  • Begreifen der einsatzabhängigen Funktion, der Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen von Analog-Digital- und Digital-Analog- Wandlern.
  • Fähigkeit zum Entwurf und zur Umformung und zur Minimisierung kombinatorischer Schaltungen.
  • Verständnis für das Zeitverhalten in digitalen Netzen und Fähigkeit zur Bestimmung des `kritischen Pfads`.
  • Fähigkeit zum Entwurf einfacher synchroner Schaltwerke wie Zähler und Zustandsautomaten mit systematischen Methoden.
  • Erlernen der Grundregeln des Entwurfs digitaler Schaltungen.
Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:180 h
Leistungspunkte und Noten

6 Creditpunkte

ECTS 6.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen Digitale Schaltungstechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I316
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

 

Literatur

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, München, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I315
SWS 2.0
Lerninhalt

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`
- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung, mathematische Beschreibung
- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer - Operationsverstärker,
virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.
- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter,
Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.
- Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.
- Analog/Digital- und Digital/Analogwandler: Prinzipieller Aufbau in Abhängigkeit von Genauigkeit und
Geschwindigkeit; Verstehen der Spezifikationen, Schnittstellen und Zahlenformate; Kosten- und leistungsgerechte
Bausteinauswahl.

 

Literatur

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016


Sensorik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

In diesem Modul werden die Funktion, der Aufbau sowie die konstruktive Gestaltung und die bei den einzelnen Maschinen zu berücksichtigenden Fertigungsmöglichkeiten sowie deren Einsatzmöglichkeiten kennen gelernt.
Die Studierenden müssen in der Lage sein, den groben Arbeitsplan für die Herstellung eines Werkstücks zu erstellen, d.h. sie legen die Fertigungsverfahren fest, bestimmen die Werkzeuge und die Technologie und ermitteln die erforderlichen Spannmittel.
Die Auswahl der am besten geeigneten Maschine soll erfolgen. Die Bestimmung der Wege und Zeiten als Grundlage für eine spätere Kostenermittlung wird anhand von Beispielen geübt.

Lernziele für die Wahlpflichtfächer:
Die Studierenden können ihre Interessen im Bereich des Maschinenbaus soweit selbst beurteilen, daß sie sich für die Mechatronik sinnvolle maschinenbauliche Ergänzungen aussuchen, die ihnen vertiefte Kenntnisse ermöglichen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Labor Mess- und Sensortechnik
Art Labor/Studio
Nr. E+I261
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

 

Mess- und Sensortechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I260
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

  • Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
  • Längen- und Wegmessung:
    • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
    • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
    • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
    • Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
  • Kraftmessung:
    • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
  • Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

  • Normalverteilte Messabweichungen
  • Kleinste Quadrate Schätzung
  • Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer

 

Literatur

Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014 

Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 

Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

 


Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs von determinierten Signalen durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und darauf aufbauend die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

Dauer 1 Semester
SWS 8.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 8.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Werner Reich

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Regelungstechnik I
Art Vorlesung
Nr. E+I228
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

  • Modellierung dynamischer Systeme
    Beschreibung mechatronischer Systeme mittels Differentialgleichungen; Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen; Simulation eines Systems mittels MATLAB (System Control Toolbox) und MATLAB-Simulink
  • Mathematische Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen
    - Definition und Eigenschaften von LTI-SISO-Systeme
    - Beschreibung und Verhalten im Zeitbereich
      Lösen der Differentialgleichung, Sprungantwort, Impulsantwort, Faltung
    - Beschreibung und Verhalten im Frequenzbereich 
      Anwendung der Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve, Blockschaltbilder
    - grundlegende Übertragungsglieder (P-Glied, I-Glied, PT1, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied)
    - Stabilität von Systemen
  • Der Regelkreis
    - Der Standardregelkreis
    - Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
    - Stabilität von Regelkreisen
    - stationäres Verhalten von Regelkreisen
    - Standard-Regler vom Typ PID
    - Reglerauslegung im Zeitbereich: (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick
    - Reglerauslegung im Frequenzbereich: vereinfachtes Betragsoptimum (Zeitkonstantenkompensation),  Frequenzkennlinienverfahren
Literatur

O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016

J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016

G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 7. Auflage, 2014

 

Signale und Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I227
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

 

Literatur

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

 


Technische Mechanik II

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele

Die Studierenden können

  • kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen eingrenzen
  • Normal- und Schubspannungen in (ebenen) mechanischen Strukturen berechnen
  • Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen herstellen und den Anwendungsbereich für linearelastisches Verhalten abstecken
  • die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion) begrenzenden Spannungen identifizieren
  • den Einfluss der Querschnittsform und des Kraftangriffs bei der Biegung beurteilen
  • statische und dynamische Belastungsfälle unterscheiden und die begrenzenden Materialeigenschaften benennen
  • komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
  • Vergleichsspannungen bei komplexen Belastungssituationen ermitteln

 

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90

Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik II
Art Vorlesung
Nr. M+V606
SWS 4.0
Lerninhalt

Festigkeitsbetrachtungen erlauben es, Gefahrenpotentiale für das Versagen mechanischer Strukturen abzuschätzen, und bilden somit die Grundlage für die Dimensionierung von mechanischen Bauteilen und Strukturen wie Roboterstrukturen, Trägern, Wellen etc. Weiterhin ist für die Auslegung von Toleranzen von Interesse, wie sich mechanische Strukturen unter Einwirkung zulässiger Kräfte verformen und welche Spannungen bei Zwangsverformungen entstehen.


A) Im Rahmen der linearen Elastizitätstheorie werden der ein- und mehrachsige Normalspannungszustand sowie die Hookeschen Gesetze für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung behandelt.

B) Für biegebeanspruchte Bauteile wird unter Berücksichtigung der Querschnittsform und Belastungseinleitung die Methode zur Berechnung der Biegespannungen erläutert (Biegespannungsfunktion, Flächenträgheitsmomente, Hauptachsen und Hauptträgheitsmomente, gerade und schiefe Biegung). Die Ermittlung der elastischen Verformung mittels Integrationsmethode, Satz von Castigliano und Superpositionsmethode stellt einen weiteren wesentlichen Bestandteil der Behandlung biegebeanspruchter Bauteile dar.

C) Die Ausführung zur Schubbeanspruchung beinhaltet unter anderem den Schubspannungsverlauf bei Querkraftschub sowie die Definition des Schubmittelpunktes.

D) Bei der Behandlung der Torsionsbeanspruchung wird auf die Berechnung der Torsionsschubspannung und die Verformung von Voll- und Hohlquerschnitten eingegangen.

E) Erläutert werden die wichtigsten Vergleichsspannungshypothesen zur Überlagerung von Normal- und Schubspannungen, die Begriffe der Zeit- und Dauerfestigkeit sowie der Kerbwirkung. Behandelt wird die Berechnung statisch überbestimmter Systeme nach verschiedenen Methoden.

F) Stabilitätsprobleme und deren analytische Behandlung werden am Beispiel der Knickung druckbeanspruchter Stäbe (elastische und plastische Knickung) dargelegt.

Literatur
  • Technische Mechanik. Band 2: Elastostatik, Hydrostatik Gross D., Hauger W., Schell W. Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Hibbeler RC, Pearson Studium 2006
  • Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Hydrostatik, Gross D., Ehlers W., Schröder J., Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Assmann B., Oldenbourg 2000
  • Taschenbuch für den Maschinenbau, Dubbel H.; Beitz W., Küttner K.-H. (Hrsg.), Springer 2011

Technische Mechanik III

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik II

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden können

  • die Bewegung eines Punktes wie auch einer Scheibe in der Ebene bestimmen und analysieren.
  • sicher mit den Begriffen Arbeit, Energie, Leistung, Impuls, Drehimpuls umgehen und Zusammenhänge herstellen
  • die Bewegung eines Körpers infolge einwirkender Kräfte und Momente beschreiben
  • die aus der Drehbewegung eines Körpers resultierenden Kräfte und Momente berechnen
  • das Verhalten von Körpern nach einem Stoß beurteilen
  • einfache Kreiselbewegungen ermitteln
  • lineare Schwingungen von Punktmassen und Körpern in der Ebene analysieren
  • Schwingungsdifferentialgleichungen aufstellen und Eigenschwingungsformen und -frequenzen ermitteln
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Waltersberger

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 4
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ME, MA, MK - Hauptstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik III
Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V607
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung beinhaltet Kinematik und Kinetik. In der Kinematik (Bewegungslehre) wird die Abhängigkeit zwischen den Größen Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit bei der Bewegung von Massenpunkten und starren Körpern ohne Berücksichtigung der die Bewegung verursachenden Kräfte bzw. Momente untersucht.


Für ein- und mehrdimensionale Bewegungsvorgänge mit unterschiedlichem Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsverhalten werden die entsprechenden Gesetzmäßigkeiten hergeleitet.
Die allgemeine Bewegung starrer Körper wird anschaulich zurückgeführt auf translatorische und rotatorische Phasen; erörtert werden Begriffe wie momentaner Drehpol und Beschleunigungspol. Die Kinematik schließt ab mit der grafischen und analytischen Behandlung von Relativbewegungen.
In der Kinetik werden das d`Alembertsche Prinzip, der Arbeitssatz, der Energieerhaltungssatz sowie der Impuls- und Drehimpulssatz für Massenpunkte und starre Körper behandelt und zur Lösung unterschiedlicher Aufgabenstellungen (z.B. bei Wurf, Rotationsbewegung und Stoßvorgänge) herangezogen. Die Ausführungen zur Kinetik starrer Körper beinhalten weiterhin die Berechnung der Massenträgheitsmomente und die Gesetze der Kreiselbewegung bei geführter Achse.
Im dritten Komplex werden freie und erzwungene Schwingungen mit einem Freiheitsgrad (ungedämpft und gedämpft) sowie ungedämpfte Mehrmassensysteme (z.B. Ermittlung kritischer Drehzahlen) untersucht. Besonderes Gewicht wird auf die Ermittlung von Eigenschwingungsformen und -frequenzen gelegt.


Ausgewählte Anwendungsbeispiele und wöchentliche Übungen sind wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung.

Literatur

Hibbeler, R.C., Technische Mechanik, Band 3: Dynamik, Pearson Studium 2006
Gross, D., Hauger, W., Schell, W., Schröder, J., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer, 2008
Assmann, B., Technische Mechanik, Band 3: Kinematik und Kinetik, Oldenbourg, 2010
Dubbel, H., Beitz, W., Küttner, K.-H., Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer, 2007


Vertiefung Fahrzeugmechatronik und Elektromobilität

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 22.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 25.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester

Vertiefung Industrielle Mechatronik und Robotik

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 22.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 25.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester


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Modulhandbücher entsprechend der Studienordnung bis einschließlich WiSe 18/19

Modulhandbücher entsprechend der Studienordnung bis einschließlich WiSe 18/19

Angewandte Informatik

Lehrform Vorlesung
Lernziele

- Methoden des Software-Engineerings im Umfeld von Embedded Systems einsetzen können
- Besonderheiten der Softwaretechnik für Embedded Systems kennen lernen
- Software unter besonderer Berücksichtigung von Qualität und Stabilität entwickeln können
- Verfahren modellbasierter Softwareentwicklung kennen and anwenden lernen
- Entwurfsverfahren für Echtzeitsysteme kennen lernen
- Software-Architekturen für Embedded Systems verstehen können
- Prinzipien des Web Engineerings verstehen
- Web Technologien gezielt in Projekten einsetzen können

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Kommunikationsnetze
Art Vorlesung
Nr. E+I215
SWS 2.0
Lerninhalt

OSI- und TCP/IP-Referenzmodell

Sicherungsschicht

  • Rahmenbildung
  • Fehlerkorrektur und Fehlererkennung
  • Schiebefensterprotokolle
  • Mehrfachzugriffsprotokolle
  • Kopplung von Netzwerken

Vermittlungsschicht

  • Routing
  • Routing im Internet
  • IPv4 (inkl. Subnetting)
  • IPv6

Transportschicht

  • TCP
  • UDP

Anwendungsschicht

  • DNS
  • E-Mail (STMP, POP, IMAP etc.)
  • Web (HTTP, Web2.0, etc.)

Sicherheit

  • Geheimhaltung, Authentifizierung, Integrität
Literatur

Tanenbaum A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage, München, Pearson Studium, 2003
Stevens Richard W., TCP/IP, Reading, Mass. [u.a.], Addison-Wesley, 2005
Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, München, Wien, Hanser, 2003

SW-Engineering für Embedded Systems
Art Vorlesung
Nr. E+I214
SWS 2.0
Lerninhalt

- Phasen der Softwareentwicklung

- Abstraktion und Hierarchie

- Echtzeit & Zuverlässigkeit
--- Programmiertechniken
--- Speichermanagement
--- Echtzeitbetriebssysteme

- Software

- Entwicklungsprozesse
--- Sequentielle Vorgehensmodelle
--- Iterative Vorgehensmodelle

- Entwurf
--- Strukturierter und modulare Entwurf
--- Modellbasierter Entwurf

- Implementierung
--- Werkzeuge
--- Anforderungsanalyse
--- Software-Qualitätssicherung
--- Dokumentation

Literatur

Balzert, H., Lehrbuch der Software-Technik, Band 1, 3. Auflage, Heidelberg, Spektrum, 2009

Sommerville, I., Software Engineering, 9. Auflage, München, Pearson Studium, 2012                                                     

Berns K., Schürmann B., Trapp M., Eingebettete Systeme: Systemgrundlagen und Entwicklung eingebetteter Software, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Schellong H., Moderne C-Programmierung: Kompendium und Referenz, Heidelberg, Springer, 2005

Korff, A., Modellierung von eingebetteten Systemen mit UML und SysML, Heidelberg, Spektrum, 2008


Bachelorarbeit

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 2.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 14.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Bachelor-Thesis
Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. E+I341
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung wird in vorgegebener Zeit selbständig bearbeitet und dokumentiert.

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben

Kolloquium
Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. E+I342
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Teilnahme an mindestens 8 Fachvorträgen über andere Bachelor-Arbeiten der selben Fakultät muss vor der Anmeldung der eigenen Arbeit nachgeweisen werden.

Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15-20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen.

 

Literatur

Wird von den Betreuern vorgegeben


Betriebliche Organisation

Empf. Vorkenntnisse

Elektrische Antiebe I, Grundkenntnisse im Bereich der Leistungselektronik und in der Funktionsweise elektrischer Maschinen

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Teilnehmer lernen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe kennen. Sie beherrschen am Ende die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Teilnehmer verschaffen sich außerdem einen Überblick über die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Im Labor machen sich die Teilnehmer mit dem Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung, vertraut.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Seminar Projektmanagement
Art Seminar
Nr. E+I235
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte:

- Projektmanagement: Definitionen, Richtlinien, Nutzen
Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN;
Determinanten des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische
Dreieck" des Projektmanagements.

- Projektorganisationsformen
Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation

- Projektlebenszyklus
- Projektdefinition
- Projektplanung : Kick-off, Erstellen eines
Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der
Aufwandsschätzung; Termin- und Ablaufplanung (Gantt-Chart,
Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur
Projektplanung.
- Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung,
Qualitäts- und Config.-Management); Techniken zur Erfassung
zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist
Vergleich; Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend
Analyse (MTA)); Definieren von Steuerungsmaßnahmen.
- Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht
mit Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out);
Feedback zum Projekt.

- Kosten des Projektmanagements

- Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team

- Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement:
Kreativitätstechniken; Problemlösungstechniken;
Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation).

- Abschlussdiskussion - Feedback der Seminarteilnehmer

 

Literatur

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M. E., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning Verlag, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Kommunikation und Interaktion in Unternehmen
Art Seminar
Nr. E+I323
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Wahrnehmung als Grundlage der Kommunikation
  • Nonverbale und verbale Kommunikation, Ebenen der Interaktion
  • Selbstbild und Fremdbild: die Wirkung des eigenen Verhaltens kennenlernen
  • Einführung in die Transaktionsanalyse
  • Übungen zur Transaktionsanalyse: Analyse des individuellenGesprächsverhalten, erkennen und verstehen der Verhaltensweisen anderer
  • Charakteristisches Kommunikationsverhalten: Das Struktogramm
  • Konkrete Gesprächsstrategien: Ursachen und Wirkungen
  • Anwendung der Kommunikationsstrategien in schwierigen Gesprächssituationen
  • Erarbeiten und praktische Erprobung von Konfliktlösungsstrategien und Fragetechniken
  • Feedback auf das eigene Redeverhalten
  • Übungen für ein Assessment-Center
Literatur

Schulz von Thun, Miteinander reden, Band 1-3, Rowohlt, 1981

Betriebswirtschaftslehre
Art Vorlesung
Nr. E+I324
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007


Betriebliche Praxis

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele

Dieses Modul hat ein klares übergeordnetes Lernziel:
Bereitstellung von theoretischem Wissen und Verknüpfung desselben mit dem Betriebspraktikum, um dieses als integralen Teil des Studiums in den Studienablauf einzubetten. Die Studierenden erwerben damit die Kompetenz, die betrieblichen Abläufen zugrunde liegenden Strukturen zu erkennen und vor diesem Hintergrund ihr eigenes Handeln im Betrieb reflektieren zu können.

Herzu gehören im einzelnen eine Vermittlung einer breiten betriebswirtschaftlichen Wissensbasis, um betriebliche Probleme in ihrem spezifisch ökonomischen Wesen zu begreifen und ein Kennen lernen der vielfältigen Beziehungen und Zusammenhänge zwischen den betrieblichen Teilbereichen.
Kommunikationsfähigkeit der Studierenden ist ein zweites Ziel, um überhaupt im betrieblichen Umfeld agieren zu können.

Dauer 2 Semester
SWS 0.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:150 h

  • Workload:240 h
ECTS 24.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Referat, Klausur K60 und entsprechend Wahlpflichtfachliste

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Betriebspraktikum
Art Praktikum
Nr. E+I322
Lerninhalt

Das Ziel des Betriebspraktikums ist, durch Tätigkeiten in einschlägigen Betrieben das gewählte Berufsfeld soweit kennen zu lernen, dass eine sinnvolle Schwerpunktbildung und Auswahl von Fächern nach eigener Neigung für die Studierenden möglich wird.

Literatur

Wird im Praktikumsbetrieb bekannt gegeben


Elektrische Antriebe I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Teilnehmer lernen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger bedeutender elektrischer Maschinen selbst kennen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer eignen sich außerdem die Fähigkeit zur Beurteilung, welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist, an.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:180 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Leistungselektronik
Art Vorlesung
Nr. E+I256
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Aufgaben der Leistungselektronik
  • Bauelemente der Leistungselektronik
  • Wechselstrom- und Drehstromsteller
  • Netzgeführte Stromrichter
  • Selbstgeführte Stromrichter
  • Umrichter
  • Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern
Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2008
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2008

Grundlagen elektrischer Antriebe
Art Vorlesung
Nr. E+I257
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz
- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld
- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor
- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer
- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen
- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017


Elektrische Antriebe II

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Teilnehmer gewinnen die Fähigkeit zum gezielten Einsatz von Sensoren und geeigneten Signalverarbeitungsverfahren in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der Regelungstechnik.

Die Studierenden können die Eigenschaften von Sensoren beurteilen, Fehlereinflüsse erkennen und geeignete Methoden für dei Messung und Kompensation auswählen.

Die Teilnehmer kennen die verschiedenen Messgrößen, physikalischen Messprinzipien und Anwendungsfelder und können geeignete Sensoren auswählen und auslegen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Industrielle Antriebe
Art Vorlesung
Nr. E+I258
SWS 2.0
Lerninhalt

- Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
- Sensoren für elektrische Antriebe
- Wicklungen von Drehfeldmaschinen
- Raumzeigertheorie
- Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
- Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
- Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
- Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Literatur

Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2., Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2001

Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2013

Labor Elektrische Antriebe und Leistungselektronik
Art Labor/Studio
Nr. E+I259
SWS 2.0
Lerninhalt

Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanentmagneterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
- Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
- Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
- Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
- Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Hanser Verlag, 2013
Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985


Embedded Systems

Empf. Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Der Studierenden beherrschen den Umgang mit Mikroprozessoren und Mikrocontrollern, verstehen den Einsatz von Assemblerprogrammierung, können Assembler in Hochsprachen einbinden und gehen strukturiert vor. Sie können eigene Embedded Systems aufbauen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium

Bachelor EI-3nat, Hauptstudium

Veranstaltungen Embedded Systems
Art Vorlesung
Nr. E+I231
SWS 2.0
Lerninhalt

Befehlsstrukturen und –verarbeitung in Mikroprozessoren Adressierung der 80x86-Prozessoren Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts Zyklische und verzweigte Programme Flags Stackoperationen Logische und arithmetische Befehle Makros und Prozeduren Periphere Anbindung mit IN und OUT Textausgaben Adressierungsarten Aufbau von Mikrocontrollern Register, RAM, EEPROM, Flash Ports und Peripherie Systementwicklung Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems

 

Literatur

Uhlenhoff, A., Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Aachen, Shaker Verlag, 2002

Heiß, P., PC Assemblerkurs, Heise-Verlag, 1994

Labor Embedded Systems
Art Labor
Nr. E+I232
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Vorbereitende Arbeiten
  • Einrichten einer IDE auf dem PC
  • Anwendung der in der VL erlernten Befehle
  • Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
  • Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
  • Echtzeitanwendungen
  • Textverarbeitung Embedded Systems
  • Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems (das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
  • Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
  • Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
  • Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
  • Zusatzhardware integrieren
  • Stand-alone-System aufbauen
  • Tools kennen lernen

 

Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2010


Maschinenkonstruktionslehre

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik I und II sowie Mathematik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele

Die Wirkungsweise der behandelten Maschinenelemente soll verstanden werden und ihre Beanspruchungen sollen bekannt sein. Aufgrund dieses Wissens sollen dieMaschinenelemente dimensioniert und günstig gestaltet werden können. Die zugehörigen Festigkeitsnachweise sollen unter Beachtung einschlägiger Normen durchgeführt und dokumentiert werden können. Der Einfluss der Bauteile auf die Dynamik eines Antriebsstranges muss abgeschätzt werden können.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:80 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:160 h

  • Workload:240 h
Leistungspunkte und Noten

7 Creditpunkte

ECTS 7.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min., und Hausarbeit

Die Hausarbeit wird als freiwillige Prüfungsleistung benotet und kann bis zu 20 % auf die Klausurnote angerechnet werden.

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Waltersberger

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 4
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK - Hauptstudium

Veranstaltungen Maschinenelemente/Konstruktionslehre
Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V608
SWS 6.0
Lerninhalt

A) Achsen u. Wellen, Dimensionierung, Gestaltung, Festigkeitsberechnung;

B) Gleitlager, Bauarten, Wirkungsweise, Erwärmungrechnung, Nachweis ausreichender Schmierfilmdicke für hydrodynamische Gleitlager;

C) Wälzlager, Bauarten, Anwendungsbeispiele, Konstruktions-
Richtlinien für Einbau u. Anordnung, Lebensdauernachweis bei
zeitlich konstanter und veränderlicher Belastung.

D) Wellendichtungen an Lagerstellen, Bauarten u. Anwendungsgebiete;

E) Verzahnungen, Bauarten, Kinematik, Zahnprofile. Evolventenverzahnung: Eigenschaften, Herstellung, Berechnung
der Geometrie, Zahnfußtragfähigkeit u. Zahnflankentragfähigkeit.

F) Riementriebe, Bauformen u. Anwendungsgebiete, Berechnung der
Kräfte und der geometrischen Größen, Ermittlung der erforderlichen
Riemenbreite bzw. der Riemenanzahl bei Keilriemen.

G) Berechnungsbeispiele und Konstruktionsübung.

Literatur

Roloff, Matek, Maschinenelemente, 2003
Niemann, Winter, Höhn, Maschinenelemente, 2005
Haberhauer,Bodenstein, Maschinenelemente, 2007
Walter, Vorlesungs-Manuskript Maschinenelemente, 2010


Mechatronische Systeme I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Teilnehmer können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Die sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die Teilnehmer beherrschen auch Reglerentwurfsverfahren für Mehrgrößenregelkreise und für den Fall begrenzter Stellgrößen. Die erlernten Methoden können von den Teilnehmern auch für den Digitalrechner aufbereitet werden. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

Die Teilnehmer beherrschen Verfahren für die Modellbildung und Simulation technischer Prozesse und sammeln Erfahrungen über die Parametrierung und Inbetriebnahme von Regelkreisen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Grundlagen mechatronischer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I349
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Begriffsbestimmung der Mechatronik
  • Entwicklungsprozess mechatronischer Systeme
    • V-Modell
    • Schnittstellenproblematik
    • Zuverlässigkeit mechatronischer Systeme
  • Bauteile mechatronischer Systeme:
    • Mechanisch
    • Elektrisch
    • Fluidisch / thermodynamisch
  • Modellbildung in der Mechatronik:
    • Theoretische Modellbildung
    • Parameteridentifikation
  • Kinematik mobiler Systeme
  • Sensoren mechatronischer Systeme
    • Eigenschaften von Sensorsystemen
    • Physikalische Effekte
    • Beschleunigungssensoren
    • Drehratensensoren
    • MEMS Sensorik
  • Prozessdatenverabreitung mechatronischer Systeme
    • Signal- und Datenverarbeitung
      • Kleinster Quadrate Schätzer
      • Kartierung
  • Ausgewählte Beispiele mechatronischer Systeme

 

Literatur

Roddeck, W., Einführung in die Mechatronik, Springer-Vieweg, 2012

Heimann, B., Mechatronik: Komponenten - Methoden - Beispiele, München, Wien, Hanser-Verlag, 2006

Siegwart, R., Introduction to Autonomous Mobile Robots, Cambridge, MIT Press, 2011

Simulation mechatronischer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I350
SWS 2.0
Lerninhalt

Modellbildung

  • Systembegriff
  • Verfahren der Modellbildung
    • Theoretische Modellbildung
    • Allgemeine Systeme
    • Klassifizierung dynamischer Systeme

Vorgehensweise bei der Simulation

  • Numerische Integration
  • Simulationssysteme
    • Matlab/Simulink
    • Gazebo

Ausgewählte Beispiele zur Simulation mechatronischer Systeme

 

 

Literatur

Glöckler, Simulation mechatronischer Systeme, Wiesbaden, Springer, 2014

Scherf, Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme: Eine Sammlung von Simulink-Beispielen, Oldenburg, 2009


Mechatronische Systeme II

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden lernen die grundlegenden Eigenschaften und Komponenten mechatronischer Systeme kennen. Sie kennen das Vorgehen für die systematische und teamorientierte Entwicklung mechatronischer Systeme. Sie verstehen den Aufbau und die Interaktion von Aktoren, Sensoren und Elementen der Steuerung und Informationsverarbeitung.

Die Studierenden lernen die grundlegenden Komponenten aus Mechanik, Elektrotechnik und Informationstechnik kennen und können diese anhand von Fallbeispielen mathematisch beschreiben.

Sie erkennen die Zusammenhänge von digitalen Entwurfs- und Entwicklungsprozessen mit dem realen System. Die Studierenden beherrschen Verfahren zur Modellierung und der Simulation einfacher Systeme und kennen eine Auswahl der hierfür einzusetzenden Modellierungswerkzeuge.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Grundlagen autonomer Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I354
SWS 2.0
Labor Mechatronik
Art Labor
Nr. E+I321
SWS 3.0
Lerninhalt

Es soll eine möglichst alle Aspekte eines mechatronischen Systems umfassende Projektaufgabe in Gruppen bearbeitet werden. Dabei sollen die Projektmanagement-Methoden des Seminars Projektmanagement angewendet werden.
Die Studierenden werden mit einem möglichst konkreten und somit auch intuitiv erfassbaren mechatronischen Projekt konfrontiert. Es müssen die konkreten Gegebenheiten erfasst und analysiert werden und die Anforderungen an das Gesamtsystem zum Erreichen des gesetzten Ziels aufgestellt werden. Um das Gesamtsystem erfolgreich betreiben zu können, ist eine zunehmende Abstraktion von den konkreten Komponenten und deren Leistungsfähigkeit hin zu den für das System relevanten Eigenschaften erforderlich. Auf diesem Hintergrund soll dann eine geeignete Steuerung oder Regelung des Systems entworfen und umgesetzt werden.
Beispiel für Projektaufgaben
- Lösen einer Handhabungsaufgabe mit einem Industrieroboter
- Einsatz eines Bilderfassungssystems bei einer Handhabungsaufgabe
- Orientierung und Navigation mit einem bestehenden System (mobile Serviceroboter-Einheit, Roboterhund, ...)
- Entwurf eines systemfähigen Regelungs- und Steuerungskonzepts für bestehende mechatronische Komponenten
- Simulation von einfachen mechatronischen Gesamtsystemen
- Fußballroboter (auch mit LEGO)
- Programmierung einfacher Humanoidroboter bzw. von deren Elementen
- eigene Projektvorschläge der Studierenden

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.


Objektorientierte Programmierung

Lehrform Praktikum
Lernziele

Der Teilnehmer verankert und erweitert das bereits Erlernte durch praktische Erfahrung, lernt die Bedeutung der Teamarbeit kennen, wendet Softskills an und erweitert sie.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:95 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:720 h

  • Workload:720 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Objektorientierte Software-Entwicklung
Art Vorlesung
Nr. E+I233
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung beruht auf der Programmiersprache Java. Bei Interesse kann
aufbauend ein Wahlpflichtfach C++ belegt werden.

- Grundlagen
- Klassen und Arrays
- Vererbung
- Operator-Überladung und Typumwandlung
- Exceptions
- Collections
- Ein-/Ausgabe
- Swing
- Generics
- Entwurfsmuster

Labor Objektorientierte Software-Entwicklung
Art Labor
Nr. E+I234
SWS 2.0
Lerninhalt

- Erstellung von Programmen mit - Klassen und Objekten - Vererbung und Polymorphie
- Operator-Überladung - Exceptions - Entwurfsmustern - Anwendung der Grundlagen
des Software-Engineerings - Objektorientierte Analyse - Objektorientierter Entwurf -
Dokumentation - Test


Regelungstechnik

Lehrform Vorlesung
Lernziele
  • Kennenlernen der im Rahmen eines Projektlebenszyklus durchzuführenden Projektmanagementaktivitäten und deren Nutzen
  • Sammeln von Erfahrungen beim toolunterstützten Erstellen einer Projektplanung und deren Präsentation im Rahmen studentischer Projektteams
  • Sammeln von Erfahrungen beim Durchführen eines interdisziplinären Projekts nach den Methoden des Projektmanagements
  • Analyse eines konkreten mechatronischen Systems und Extraktion der systembestimmenden Eigenschaften
  • Einfache Regelung und Steuerung eines mechatronischen Systems
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Stephan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Labor Schaltungstechnik
Art Labor
Nr. E+I224
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

 

Regelungstechnik II
Art Vorlesung
Nr. E+I253
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
  • Algebraische Stabilitätskriterien
  • Vereinfachung des Streckenmodells
  • Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
  • Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
  • Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhalten
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Lunze, J., Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen, 9. Auflage, Heidelberg, Springer Verlag, 2013

Labor Regelungstechnik
Art Labor/Studio
Nr. E+I327
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Frequenzgangmessung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
  • Zweipunktregelung
  • Analoge und digitale Regler vom PID-Typ
  • Lösung von regelungstechnischen Problemen mit Modellbildung und Simulation (Matlab/Simulink)
  • Erzeugung von echtzeitfähigem Programm-Code aus einer Computersimulation; Rapid Prototyping
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik : Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 10. Auflage, Heidelberg, Hüthig Verlag, 2008

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg


Robotik

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele

Ein erstes Lernziel ist, dass die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in einem Projekt aus dem Bereich der Mechatronik methodisch und im Zusammenhang eingesetzt werden können.
Die Kompetenz, ein Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist selbstständig strukturieren, nach wissenschaftlichen Methoden systematisch bearbeiten und schließlich transparent dokumentieren zu können, qualifiziert die Absolventen für einen Eintritt in die Community der Ingenieure.
Wesentlicher Bestandteil ist die Kompetenz zur zielgruppengerechten Präsentation des Projektes und der in der Arbeit erzielten Resultate in verschiedenen Präsentationsformen.
Mit dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist damit auch ein indirektes Lernziel erreicht: die Studierenden mit dem erfolgreichen Abschluss "ihres" Projektes ein zur Ausübung des Ingenieurberufes hinreichendes Selbstverständnis mit auf den Weg zu geben.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Stefan Hensel

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester
Veranstaltungen Labor Robotik
Art Labor
Nr. M+V618
SWS 2.0
Robotik
Art Vorlesung
Nr. M+V612
SWS 2.0
Lerninhalt

A) Einführung und Überblick
Definition, Robotertypen und Anwendungsbereiche

B) Koordinatensysteme und Bewegungen, Kinematik
Roboterstellung: Koordinatensysteme, Rotationsmatrizen, homogene Matrizen, Euler-Winkel, Denavit-Hartenberg-Konvention
Roboter- und Weltkoordinaten: Vorwärtstransformation, Rückwärtstransformation, kinematische Transformationen, Jacobi-Matrix
Bewegungsbahnen: Punkt-zu-Punkt, Bahnsteuerung, Linear- und Zirkularinterpolation, Überschleifen
Programmierung von Bewegungen: Online (Teach-in) und Offline (textbasiert)

C) Mechanische und elektromechanische Eigenschaften von Robotern
mechanische Elemente, elektromechanische Komponenten, Greifer, Sensoren
dynamisches Verhalten: Berechnung von Kräften und Drehmomenten
Gesamtmodell mit Antrieben, Servoelektronik, Getriebematrizen

D) Steuerung und Regelung von Robotern
Gelenkregelung: dezentrale Kaskadenstruktur, adaptive Gelenkregelung
kartesische Lageregelung, Kraftregelung, hybride Regelung
modellbasierte Regelungskonzepte: zentrale Vorsteuerung, Entkopplung und Linearisierung, robuste Regler
nichtanalytische Regelungsverfahren: Fuzzy-Regler, neuronale Lernverfahren

E) Intelligente Robotersysteme
Bilderfassung, Bildverarbeitung, Entscheidungsfindung
Serviceroboter, Humanoidroboter

Literatur

Weber, W., Industrieroboter: Methoden der Steuerung und Regelung, Hanser, 2009

Craig, J.J., Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Reading: Addison-Wesley, 2002

Siciliano, B., Khatib, O., Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008


Schaltungstechnik

Empf. Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele
  • Begreifen des Verstärkers als Grundfunktion der analogen Signalverarbeitung.
  • Fähigkeit zur Verhaltensmodellierung mittels Ersatzschaltbildern und Signalflußbildern.
  • Beherrschen der Dimensionierung von Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen bei gegebenen Anforderungen.
  • Begreifen der einsatzabhängigen Funktion, der Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen von Analog-Digital- und Digital-Analog- Wandlern.
  • Fähigkeit zum Entwurf und zur Umformung und zur Minimisierung kombinatorischer Schaltungen.
  • Verständnis für das Zeitverhalten in digitalen Netzen und Fähigkeit zur Bestimmung des `kritischen Pfads`.
  • Fähigkeit zum Entwurf einfacher synchroner Schaltwerke wie Zähler und Zustandsautomaten mit systematischen Methoden.
  • Erlernen der Grundregeln des Entwurfs digitaler Schaltungen.
Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:180 h
Leistungspunkte und Noten

6 Creditpunkte

ECTS 6.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen Digitale Schaltungstechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I316
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

 

Literatur

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, München, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I315
SWS 2.0
Lerninhalt

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`
- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung, mathematische Beschreibung
- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer - Operationsverstärker,
virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.
- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter,
Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.
- Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.
- Analog/Digital- und Digital/Analogwandler: Prinzipieller Aufbau in Abhängigkeit von Genauigkeit und
Geschwindigkeit; Verstehen der Spezifikationen, Schnittstellen und Zahlenformate; Kosten- und leistungsgerechte
Bausteinauswahl.

 

Literatur

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016


Sensorik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

In diesem Modul werden die Funktion, der Aufbau sowie die konstruktive Gestaltung und die bei den einzelnen Maschinen zu berücksichtigenden Fertigungsmöglichkeiten sowie deren Einsatzmöglichkeiten kennen gelernt.
Die Studierenden müssen in der Lage sein, den groben Arbeitsplan für die Herstellung eines Werkstücks zu erstellen, d.h. sie legen die Fertigungsverfahren fest, bestimmen die Werkzeuge und die Technologie und ermitteln die erforderlichen Spannmittel.
Die Auswahl der am besten geeigneten Maschine soll erfolgen. Die Bestimmung der Wege und Zeiten als Grundlage für eine spätere Kostenermittlung wird anhand von Beispielen geübt.

Lernziele für die Wahlpflichtfächer:
Die Studierenden können ihre Interessen im Bereich des Maschinenbaus soweit selbst beurteilen, daß sie sich für die Mechatronik sinnvolle maschinenbauliche Ergänzungen aussuchen, die ihnen vertiefte Kenntnisse ermöglichen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
ECTS 5.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Veranstaltungen Labor Mess- und Sensortechnik
Art Labor/Studio
Nr. E+I261
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

 

Mess- und Sensortechnik
Art Vorlesung
Nr. E+I260
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

  • Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
  • Längen- und Wegmessung:
    • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
    • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
    • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
    • Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
  • Kraftmessung:
    • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
  • Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

  • Normalverteilte Messabweichungen
  • Kleinste Quadrate Schätzung
  • Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer

 

Literatur

Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014 

Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 

Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

 


Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs von determinierten Signalen durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und darauf aufbauend die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

Dauer 1 Semester
SWS 8.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:240 h
ECTS 8.0
Modulverantw.

Prof. Dr. Ing. Werner Reich

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen Regelungstechnik I
Art Vorlesung
Nr. E+I228
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

  • Modellierung dynamischer Systeme
    Beschreibung mechatronischer Systeme mittels Differentialgleichungen; Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen; Simulation eines Systems mittels MATLAB (System Control Toolbox) und MATLAB-Simulink
  • Mathematische Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen
    - Definition und Eigenschaften von LTI-SISO-Systeme
    - Beschreibung und Verhalten im Zeitbereich
      Lösen der Differentialgleichung, Sprungantwort, Impulsantwort, Faltung
    - Beschreibung und Verhalten im Frequenzbereich 
      Anwendung der Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve, Blockschaltbilder
    - grundlegende Übertragungsglieder (P-Glied, I-Glied, PT1, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied)
    - Stabilität von Systemen
  • Der Regelkreis
    - Der Standardregelkreis
    - Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
    - Stabilität von Regelkreisen
    - stationäres Verhalten von Regelkreisen
    - Standard-Regler vom Typ PID
    - Reglerauslegung im Zeitbereich: (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick
    - Reglerauslegung im Frequenzbereich: vereinfachtes Betragsoptimum (Zeitkonstantenkompensation),  Frequenzkennlinienverfahren
Literatur

O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016

J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016

G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 7. Auflage, 2014

 

Signale und Systeme
Art Vorlesung
Nr. E+I227
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

 

Literatur

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

 


Technische Mechanik II

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele

Die Studierenden können

  • kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen eingrenzen
  • Normal- und Schubspannungen in (ebenen) mechanischen Strukturen berechnen
  • Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen herstellen und den Anwendungsbereich für linearelastisches Verhalten abstecken
  • die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion) begrenzenden Spannungen identifizieren
  • den Einfluss der Querschnittsform und des Kraftangriffs bei der Biegung beurteilen
  • statische und dynamische Belastungsfälle unterscheiden und die begrenzenden Materialeigenschaften benennen
  • komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
  • Vergleichsspannungen bei komplexen Belastungssituationen ermitteln

 

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K90

Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik II
Art Vorlesung
Nr. M+V606
SWS 4.0
Lerninhalt

Festigkeitsbetrachtungen erlauben es, Gefahrenpotentiale für das Versagen mechanischer Strukturen abzuschätzen, und bilden somit die Grundlage für die Dimensionierung von mechanischen Bauteilen und Strukturen wie Roboterstrukturen, Trägern, Wellen etc. Weiterhin ist für die Auslegung von Toleranzen von Interesse, wie sich mechanische Strukturen unter Einwirkung zulässiger Kräfte verformen und welche Spannungen bei Zwangsverformungen entstehen.


A) Im Rahmen der linearen Elastizitätstheorie werden der ein- und mehrachsige Normalspannungszustand sowie die Hookeschen Gesetze für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung behandelt.

B) Für biegebeanspruchte Bauteile wird unter Berücksichtigung der Querschnittsform und Belastungseinleitung die Methode zur Berechnung der Biegespannungen erläutert (Biegespannungsfunktion, Flächenträgheitsmomente, Hauptachsen und Hauptträgheitsmomente, gerade und schiefe Biegung). Die Ermittlung der elastischen Verformung mittels Integrationsmethode, Satz von Castigliano und Superpositionsmethode stellt einen weiteren wesentlichen Bestandteil der Behandlung biegebeanspruchter Bauteile dar.

C) Die Ausführung zur Schubbeanspruchung beinhaltet unter anderem den Schubspannungsverlauf bei Querkraftschub sowie die Definition des Schubmittelpunktes.

D) Bei der Behandlung der Torsionsbeanspruchung wird auf die Berechnung der Torsionsschubspannung und die Verformung von Voll- und Hohlquerschnitten eingegangen.

E) Erläutert werden die wichtigsten Vergleichsspannungshypothesen zur Überlagerung von Normal- und Schubspannungen, die Begriffe der Zeit- und Dauerfestigkeit sowie der Kerbwirkung. Behandelt wird die Berechnung statisch überbestimmter Systeme nach verschiedenen Methoden.

F) Stabilitätsprobleme und deren analytische Behandlung werden am Beispiel der Knickung druckbeanspruchter Stäbe (elastische und plastische Knickung) dargelegt.

Literatur
  • Technische Mechanik. Band 2: Elastostatik, Hydrostatik Gross D., Hauger W., Schell W. Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Hibbeler RC, Pearson Studium 2006
  • Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Hydrostatik, Gross D., Ehlers W., Schröder J., Springer 2011
  • Technische Mechanik, Band 2: Festigkeitslehre, Assmann B., Oldenbourg 2000
  • Taschenbuch für den Maschinenbau, Dubbel H.; Beitz W., Küttner K.-H. (Hrsg.), Springer 2011

Technische Mechanik III

Empf. Vorkenntnisse

Technische Mechanik II

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden können

  • die Bewegung eines Punktes wie auch einer Scheibe in der Ebene bestimmen und analysieren.
  • sicher mit den Begriffen Arbeit, Energie, Leistung, Impuls, Drehimpuls umgehen und Zusammenhänge herstellen
  • die Bewegung eines Körpers infolge einwirkender Kräfte und Momente beschreiben
  • die aus der Drehbewegung eines Körpers resultierenden Kräfte und Momente berechnen
  • das Verhalten von Körpern nach einem Stoß beurteilen
  • einfache Kreiselbewegungen ermitteln
  • lineare Schwingungen von Punktmassen und Körpern in der Ebene analysieren
  • Schwingungsdifferentialgleichungen aufstellen und Eigenschwingungsformen und -frequenzen ermitteln
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 Creditpunkte

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Waltersberger

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 4
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ME, MA, MK - Hauptstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik III
Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V607
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung beinhaltet Kinematik und Kinetik. In der Kinematik (Bewegungslehre) wird die Abhängigkeit zwischen den Größen Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit bei der Bewegung von Massenpunkten und starren Körpern ohne Berücksichtigung der die Bewegung verursachenden Kräfte bzw. Momente untersucht.


Für ein- und mehrdimensionale Bewegungsvorgänge mit unterschiedlichem Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsverhalten werden die entsprechenden Gesetzmäßigkeiten hergeleitet.
Die allgemeine Bewegung starrer Körper wird anschaulich zurückgeführt auf translatorische und rotatorische Phasen; erörtert werden Begriffe wie momentaner Drehpol und Beschleunigungspol. Die Kinematik schließt ab mit der grafischen und analytischen Behandlung von Relativbewegungen.
In der Kinetik werden das d`Alembertsche Prinzip, der Arbeitssatz, der Energieerhaltungssatz sowie der Impuls- und Drehimpulssatz für Massenpunkte und starre Körper behandelt und zur Lösung unterschiedlicher Aufgabenstellungen (z.B. bei Wurf, Rotationsbewegung und Stoßvorgänge) herangezogen. Die Ausführungen zur Kinetik starrer Körper beinhalten weiterhin die Berechnung der Massenträgheitsmomente und die Gesetze der Kreiselbewegung bei geführter Achse.
Im dritten Komplex werden freie und erzwungene Schwingungen mit einem Freiheitsgrad (ungedämpft und gedämpft) sowie ungedämpfte Mehrmassensysteme (z.B. Ermittlung kritischer Drehzahlen) untersucht. Besonderes Gewicht wird auf die Ermittlung von Eigenschwingungsformen und -frequenzen gelegt.


Ausgewählte Anwendungsbeispiele und wöchentliche Übungen sind wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung.

Literatur

Hibbeler, R.C., Technische Mechanik, Band 3: Dynamik, Pearson Studium 2006
Gross, D., Hauger, W., Schell, W., Schröder, J., Technische Mechanik, Band 3: Kinetik, Springer, 2008
Assmann, B., Technische Mechanik, Band 3: Kinematik und Kinetik, Oldenbourg, 2010
Dubbel, H., Beitz, W., Küttner, K.-H., Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer, 2007


Vertiefung Fahrzeugmechatronik und Elektromobilität

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 22.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 25.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester

Vertiefung Industrielle Mechatronik und Robotik

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Dauer 1 Semester
SWS 22.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:390 h

  • Workload:420 h
ECTS 25.0
Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Semester


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