Modulhandbuch Master of Science Mechatronik

Transcription

Modulhandbuch
Master of Science Mechatronik
Module Handbook
Kernfächer des Studiums
Abkürzungen:
Vorlesungsarten
V
Vorlesung
Ü
Übung
P
Praktikum
Thesis
Thesis-Arbeit
S
Seminar
T
Tutorium
K
Kolloquium
Semester
WS
SS
Workload
P
E
Wintersemester
Sommersemester
Studiengänge
M. Sc. MEC
Master of Science
Mechatronik
Dipl.-Wi-Ing.
Diplom Wirtschafts-Ingenieur,
(ETiT)
Fachrichtung Elektrotechnik
M Sc. Wi
Master of Science Wirtschafts(ETiT)
Ingenieurwesen, Fachrichtung
Elektrotechnik
B Ed.
Bachelor of Education
(Lehramt an berufsbildenden
Schulen)
B. Sc. MPE /
Bachelor / Master of Science
M. Sc. MPE
Mechanical and Process
Engineering (Maschinenbau)
Dipl.-Ing.
Dipom-Ingenieur
ETiT
Fachrichtung Elektrotechnik
und Informationstechnik
B. Sc. ETiT /
Bachelor / Master of Science
M. Sc. ETiT
Elektotechnik und
Informationstrechnik
Einordnung
B1…B6
M1…M4
Bachelor Studium, Semester x
Master Studium, Semester x
Präsenzzeiten
Eigenstudium
Redaktion:
Dr.-Ing. Marco Münchhof, M.S./SUNY
TU Darmstadt
Forschungsschwerpunkt Mechatronische Systeme
Landgraf-Georg-Strasse 4
64283 Darmstadt
Telefon: 06151-16-3114
Telefax: 06151-16-6114
E-Mail: MMuenchhof@iat.tu-darmstadt.de
Die Bezeichnungen „Student“, „Dozent“, „Professor“, „Prüfer“ und ähnliche sind geschlechtsneutral
zu verstehen und für Männer wie Frauen gleichermaßen gültig.
Inhaltsverzeichnis / Table of Contents
Inhaltsverzeichnis / Table of Contents .............................................................................................. i
Digitale Regelungssysteme I ........................................................................................................... 1
Elektromechanische Systeme 1 ........................................................................................................ 3
Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Mikrocontrollern ................................................... 5
Master Thesis .................................................................................................................................. 9
Mikrosystemtechnik 1.................................................................................................................... 11
Modellbildung und Simulation ...................................................................................................... 13
Produktinnovation ......................................................................................................................... 15
Systemdynamik und Regelungstechnik II ....................................................................................... 17
Technische Fluidsysteme ............................................................................................................... 19
i
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Digitale Regelungssysteme I
Ulrich Konigorski
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Digitale Regelungssysteme I
Ulrich Konigorski
Lehrform:
18.147
SWS:
4
Angebotsturnus:
Deutsch
Prüfercode:
518436
Dauer:
Schriftlich/Mündlich
120 Stunden (45 P; 75 E) Semester:
Qualifikationsziele /
Kompetenzen:
Der Student erlangt Kenntnisse im Bereich der digitalen Regelungs- und
Steuerungstechnik. Er kennt die grundlegenden Unterschiede zwischen
kontinuierlichen und diskreten Regelungssystemen und kann zeitdiskrete
Regelungen nach verschiedenen Verfahren analysieren und entwerfen.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
(Prüfungsanforderungen):
Theoretische Grundlagen von Abtast-Regelungsystemen:
Zeitdiskrete Funktionen, Abtast-/Halteglied, z-Transformation, Faltungsszmme, zÜbertragungsfunktion, Stabilität von Abtastsystemen
Entwurf von Regelungen für deterministische Störungen
Diskrete PI-, PD- und PID-Regler, Parameteroptimierte Kompensations- und
Deadbeat-Regler, Anti-Windup-Maßnahmen
Lehr- und
Lernmaterialien:
Skript Konigorski: "Digitale Regelungssysteme"
Ackermann: "Abtastregelung"
Aström, Wittenmark: "Computer-controlled Systems"
Föllinger: "Lineare Abtastsysteme"
Phillips, Nagle: "Digital control systems analysis and design"
Unbehauen: "Regelungstechnik 2: Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare
Regelsysteme"
Voraussetzungen:
Hilfreich sind Kenntnisse der Laplace- und Fourier-Transformation sowie der
Grundlagen der zeitkontinuierlichen Regelungstechnik. Diese Grundlagen werden in
der Vorlesung Systemdynamik und Regelungstechnik I angeboten.
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
www.rtm.tu-darmstadt.de/Digitale-Regelung-Mechatronisc.498.0.html
Verwendung der LV:
B. Ed.; Dipl.-Ing. ETiT; MSc ETiT; MSc MEC
Modulhandbuch MSc Mechatronik • Stand: 2. Juli 2008
V2+Ü1
V2+Ü1
SS
61663
S: 120 min/M: 30 min
M2
1
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Digital Control I
Ulrich Konigorski
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Digital Control I
Ulrich Konigorski
18.147
4
German
518436
Written/Oral
120 Hours (45 P; 75 E)
Outcomes and
Competences:
The student gains knowledge in the area of digital feed-forward and feed-back
control. He/she knows the fundamental differences between continuous-time and
discrete-time control systems and can design and analyze discrete-time controls
using different methodologies.
Comments:
None
Module Content:
Theoretical Fundamentals of Sampled Control Systems:
Discrete-time functions, sample/hold element, z-transform, convolution sum, ztransfer function, stability of sampled systems, design of controllers for
deterministic disturbances, discrete PI-, PD-, and PID-controllers, parameter optimal
compensation and dead-beat controller, anti-windup methods
References / Textbooks:
Lecture Notes Konigorski: "Digitale Regelungssysteme"
Ackermann: "Abtastregelung"
Aström, Wittenmark: "Computer-controlled Systems"
Föllinger: "Lineare Abtastsysteme"
Phillips, Nagle: "Digital control systems analysis and design"
Unbehauen: "Regelungstechnik 2: Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare
Regelsysteme"
Prerequisites:
Helpful is knowledge of the Laplace- and Fourier-transform as well as continuoustime control systems. These fundamentals are taught in the lecture “System
Dynamics and Control Systems I”
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
www.rtm.tu-darmstadt.de/Digitale-Regelung-Mechatronisc.498.0.html
Usability of Module:
B. Ed.; Dipl.-Ing. ETiT; MSc ETiT ; MSc MEC
Type:
SWS (Units per Week)
Cycle Offered:
Examiner Code:
Length of Exam:
Semester:
V2+Ü1
V2+Ü1
SS
61663
W: 120 min/O: 30 min
M2
2
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Elektromechanische Systeme 1 (EMS I)
Roland Werthschützky
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Elektromechanische Systeme 1
Lehrform:
18.101
SWS:
4
Angebotsturnus:
Deutsch
Prüfercode:
118253
Dauer:
Kompetenzen:
Die wichtigsten elektromechanischen Wandler, mit elektrostatischen,
piezoelektrischen, elektromagnetischen, elektrodynamischen, piezomagnetischen
Messprinzipien beschreiben können. Komplexe elektromechanische Systeme wie
Sensoren, Aktoren und Anwendung mit Hilfe der Netzwerksimulation entwerfen
können.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Struktur und Entwurfsmethoden elektromechanischer Systeme bestehend aus
mechanischen, akustischen, hydraulischen und thermischen Netzwerken, Wandlern
zwischen mechanischen und mechanisch-akustischen Netzwerken und
elektromechanischen Wandlern. Entwurf und Anwendungen von
elektromechanischen Wandlern
Lehr- und
Lernmaterialien:
Skript zur Vorlesung EMS1
Voraussetzungen:
Keine
Studienleistungen:
Übung Elektromechanische Systeme 1
Homepage der LV:
www.emk.tudarmstadt.de/institut/fachgebiete/must/lehre/elektromechanische_systeme_i/
Verwendung der LV:
BSc ETiT; Dipl.-Wi.-Ing. (ET); BSc ETiT; Msc MEC
V+Ü
V2+Ü1
WS
16777
S: 30 min/M: 30 min
M1
3
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Electromechanical Systems 1 (EMS I)
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Electromechanical Systems 1
Type:
18.101
4
Cycle Offered:
German
Examiner Code:
118253
Length of Exam:
Oral/Written
Semester:
90 h (45 P; 75 E)
Outcomes and
Competences:
To explain the relevant electromechnical transducers working on electrostatic,
piezoelectric, electromagnetic, electrodynamic, and piezomagnetic principles. To
design electromechanical systems like sensors, actuators and sensor-actuatorsystems, to apply network simulation tools.
Comments:
None
Module Content:
Structure and design methods of elektromechanical systems, mechanical, acoustical
and thermical networks, transducers between mechanical and acoustical networks.
Design and devices of electromechanical transducers.
Script for lecture EMS1
Prerequisites:
None
Auxiliary Studies:
Exercise in Elektromechanical Systems 1
Homepage:
www.emk.tudarmstadt.de/institut/fachgebiete/must/lehre/elektromechanische_systeme_i/
BSc ETiT; Dipl.-Wi.-Ing. (ET); BSc ETiT; MSc MEC
V+Ü
V2+Ü1
WS
16777
O: 30 min/W: 30 min
M1
4
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Mikrocontrollern (MikrocontrollerPraktikum)
Peter Mutschler
5
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Mikrocontrollern
Peter Mutschler
Lehrform:
18.300
V+PS
SWS:
5
V1+PS3
Angebotsturnus:
Deutsch
SS
Prüfercode:
118029; 518324
1353
Dauer:
Schriftlich
120 min
Semester:
180h : Vorles. 20h,
M1
Nacharbeit Vorles. 20h,
Prakt. Vorbereitung: 34h
Versuchsdurchführung:
36h
Auswertungen und
Protokolle: 30h,
Prüfungs Vorber.
40hStunden
Kompetenzen:
Nach aktiver Mitarbeit in Vorlesungsowie bei guter Vorbereitung der
Versuchsnachmittage und aktiver Mitarbeit in der jeweiligen Seminar-Gruppe sollen
die Studierenden in der Lage sein
1.) die Architektur und die Speicherorganisation des 80C167 zu skizzieren, die
wichtigsten Abläufe in der CPU, in der Befehls-queque, im Interrupt und
Peripheral Event Contrloller sowie auf dem externen Bus zu beschreiben und die
wichtigsten Funktionen ders internen RAMs anzugeben.
2.) Die Funktionsweise der integrierten Peripherie wie Timer-Units, CaptureCompare Units, PWM-Units und A/D-Converter darzustellen.
3.) Die Entwicklungsumgebung (Fa. Keil) auf dem PC zu bedienen und lauffähige
Programme zu erzeugen, sie in den C167 zu laden und auszutesten.
4.) Selbstständig Lösungen für zeitkritesche Echtzeitaufgaben unter Verwendung der
integrierten Peripherie zur Entlastung der CPU zu programmieren und am
Versuchsstand auszutesten.
5) die Funktionen auf dem „Pysical Layer“ und dem „Data Link Layer“ des CANBusses zu beschreiben und die notwendigen Operationen zur Kommunikation von
Prozessdaten mit Controllern anderer Seminar-Gruppen zu programmieren und
auszutesten.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Typische Funktionseinheiten von Mikrocontrollern und deren Anwendung.
Entwerfen, Erstellen, Implementieren und Austesten von Echtzeit-Programmen in
C. Schwerpunkt: Antriebs-Steuerungen/Regelungen
Lehr- und
Lernmaterialien:
Skript, Übungsanleitung und ppt-Folien, alles sowohl als Hard-Copy oder als
Download; C167CR Derivatives User's Manual (www.infineon.de)
Voraussetzungen:
Keine formalen Voraussetzungen, Grundkenntnisse in der Programmiersprache C
sind sehr zu empfehlen
Studienleistungen:
Teilnahme an der schriftlichen Prüfung setzt die erfolgreiche Bearbeitung des
seminaristischen Praktikumsteil voraus.
5
Homepage der LV:
www.srt.tu-darmstadt.de/index.php?id=47#c142
Verwendung der LV:
B. Ed.; Dipl.-Wi.-Ing. (ET); MSc MEC; MScETiT, MScEPE
6
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Real-Time Applications and Communication with Micro-Controllers
Peter Mutschler
5
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Real-Time Application and Communication with Micro-Controllers
Peter Mutschler
Type:
18.300
V+PS
5
V1+PS3
Cycle Offered:
German
SS
Examiner Code:
118029; 518234
1353
Length of Exam:
Written
120 min
Semester:
180h : Lecture 20h,
M1
Postprocessing of lecture.
20h, Preparation for lab
experiments: 34h
Conduction of
experiments: 36h
Evaluation and
documentation: 30h,
Exam Preparation. 40h
Outcomes and
Competences:
After an active participation in the lecture as well as good preparation for the
practical exercises and active participation in the seminar teams students should be
able to:
1.) Sketch the architecture of the 80 C 167 and it’s memory organization. Describe
the most important activities within the CPU, in the instruction queue, in the
interrupt and peripheral event controller as well as operations on the external bus.
Illustrate the primary functions of the internal RAM.
2.) State the functionality of the integrated peripheral devices like timer units,
capture compare units, PWM units and AD converter.
3.) Handle the development environment (Keil company) running at a PC and
produce executable programs and download them to the C167. Test these programs.
4.) Solve self depending time critical real time applications by using the integrated
peripherals in order to relive the CPU. Test these applications at the experimental
setup.
5. Describe the functions concerning the physical layer and the data link layer of
the CAN bus. Program the necessary operation to install a communication of the
process data between controllers of other seminar groups and test these
applications.
Comments:
None
Module Content:
Typical function blocks of microcontrollers. Design, realization, implementation and
debugging of real- time programms in C-language. Main focus: Control of drives
Lecture notes, instructions for practical training and ppt-presentation are all
available both as hard copy or as download., C167CR Derivatives User's Manual
(www.infineon.de)
Prerequisites:
No formal prerequisites, but basic knowledge of C-language is recommended
Auxiliary Studies:
Successful participation in the seminar- type practical training is mandatory.
Homepage:
www.srt.tu-darmstadt.de/index.php?id=47#c142
7
B. Ed.; Dipl.-Wi.-Ing. (ET); MSc MEC; MScETiT, MScEPE
8
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Master Thesis
Alle Professoren der Fachbereiche Maschinenbau sowie Elektrotechnik und
Informationstechnik
30
Master Thesis
Wechselnd, jedoch mindestens ein Professor des Fachbereichs Maschinenbau oder
das Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik
Lehrform:
Kein
Thesis
SWS:
30
Keine Angabe
Angebotsturnus:
Deutsch / Englisch
SS und/oder WS
Prüfercode:
Keine Angabe
Keine Angabe
Dauer:
Schriftliche Ausarbeitung
Unterschiedlich
sowie ein Kolloquium
Semester:
900 Stunden
M4
Kompetenzen:
Der Student ist in der Lage, unter Anwendung ingenieurwissenschaftlicher
Methoden ein gestelltes Forschungsthema selbständig erfolgreich zu bearbeiten, den
wissenschaftlichen Kenntnisstand zu erweitern und die Ergebnisse in schriftlicher
und mündlicher Form wissenschaftlich korrekt zu präsentieren.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Aktuelle Aufgabenstellung aus der Forschung der anbietenden Fachgebiete
Lehr- und
Lernmaterialien:
Abhängig vom Themengebiet
Voraussetzungen:
Werden vom Fachgebiet in Abhängigkeit der Aufgabenstellung angegeben
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
Keine
Verwendung der LV:
MSc ETiT; MSc MPE; MSc MEC
9
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Master Thesis
All professors of the departments of mechanical engineering as well as electrical
engineering and information technology
30
Master Thesis
Different, but at least one professor of the department of mechanical engineering or
electrical engineering and information technology
Type:
None
Thesis
30
Not applicable
Cycle Offered:
German / English
SS and/or WS
Examiner Code:
Not applicable
Not applicable
Length of Exam:
Written thesis and oral
Various
presentation
Semester:
900 Hours
M4
Outcomes and
Competences:
The student is able to successfully work on a proposed research topic by means of
the principiles of the engineering sciences, to extend the state of science and to
present the results in written form and orally in a scientifically correct way.
Comments:
None
Module Content:
Current problems from the research of the offering institutes.
Depends on the topic
Prerequisites:
Will be specified by the institute according to the problem formulation
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
None
MSc ETiT ; MSc MPE; MSc MEC
10
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Mikrosystemtechnik 1
Helmut F. Schlaak
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Mikrosystemtechnik 1
Helmut F. Schlaak
18.253
4
Deutsch
118239
Schriftlich
120 Stunden (45 P; 75 E)
Kompetenzen:
Den Aufbau, die Funktionsweise und Herstellungsprozesse von Mikrosystemen wie
Mikrosensoren, Mikroaktoren, mikrofluidischen und mikrooptischen Komponenten
erläutern können, die werkstofftechnischen Grundlagen erläutern können, einfache
Mikrosysteme berechnen können.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Einführungen und Definitionen zur Mikrosystemtechnik, Werkstofftechnische
Grundlagen, Grundlagen der Technologien, Funktionselemente der Mikrotechnik,
Grundlage des Entwurfsprozesses, Mikroaktoren, Mikrosensore, Integrierte SensorAktor-Systeme, Trends, ökonomische Aspekte
Lehr- und
Lernmaterialien:
Skript zur Vorlesung
G. Gerlach, W. Dötzel: Einführung in die Mikrosystemtechnik, Hanser, 2006
Voraussetzungen:
BSc ETiT; BSc MEC
Studienleistungen:
Übung Mikrosystemtechnik I
Homepage der LV:
www.emk.tudarmstadt.de/institut/fachgebiete/m_ems/lehre/mikrotechnische_systeme/
Verwendung der LV:
Dipl.-Wi.-Ing. (ET); MSc ETiT; MSc IKT ; MSc iCE ; MSc Wi-ET; MSc MEC
Lehrform:
SWS:
Angebotsturnus:
Prüfercode:
Dauer:
Semester:
V+Ü
V2+Ü1
WS
18901
30 min
M1
11
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Microelectromechanical Systems (MEMS)
Helmut F. Schlaak
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Microelectromechanical Systems (MEMS)
Helmut F. Schlaak
Type:
18.253
4
Cycle Offered:
German
Examiner Code:
118239
Length of Exam:
Written
Semester:
120 Hours (45 P; 75 E)
Outcomes and
Competences:
to explain the structure, function and fabrication processes of Microsystems,
including micro sensors, micro actuators, micro fluidic and micro-optic components,
to explain fundamentals of material properties, to calculate simple microsystems.
Comments:
None
Module Content:
Introduction to micro system technology; definitions, basic aspects of materials in
micro system technology, basic principles of micro fabrication technologies,
functional elements of micro technology, micro actuators, micro sensors,
microfluidics, principles of design process, trends, economic aspects.
Script for lecture: Mikroelectromechanical systems (MEMS);
G. Gerlach, W. Dötzel: Einführung in die Mikrosystemtechnik, Hanser, 2006
Prerequisites:
BSc ETiT; BSc MEC
Auxiliary Studies:
Exercise in microelectromechanical systems (MEMS)
Homepage:
www.emk.tudarmstadt.de/institut/fachgebiete/m_ems/lehre/mikrotechnische_systeme/
Dipl.-Wi.-Ing. (ET); MSc ETiT; MSc IKT ; MSc iCE ; MSc Wi-ET; MSc MEC
V+Ü
V2+Ü1
WS
18901
30 min
M1
12
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Modellbildung und Simulation
Ulrich Konigrski
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Modellbildung und Simulation
Ulrich Konigrski
Lehrform:
NEU
SWS:
4
Angebotsturnus:
Deutsch
Prüfercode:
NEU
Dauer:
Kompetenzen:
Der Student kennt verschiedene Verfahren zur mathematischen Modellierung
dynamischer Systeme aus unterschiedlichen Anwendungsgebieten. Er wird die
Fähigkeit besitzen, das dynamische Verhalten der modellierten Systeme digital zu
simulieren und die dabei zur Verfügung stehenden numerischen
Integrationsmethoden gezielt einzusetzen.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Zweck der Modellbildung, Theoretische Modellbildung durch Anwendung
physikalischer Grundgesetze, verallgemeinerte Netzwerkanalyse (Bond Graph),
Modellierung örtlich verteilter Systeme, Modellvereinfachung, Linearisierung,
Algebraische Beschreibung dynamischer Systeme, Ordnungsreduktion
Lehr- und
Lernmaterialien:
Skript Konigorski : „Modellbildung und Simulation“
Aufgabensammlung zur Vorlesung
Lunze: „Regelungstechnik 1 und 2“
Föllinger: „Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung“
Voraussetzungen:
Hilfreich sind Grundkenntnisse der zeitkontinuierlichen und zeitdiskrten
Regelungstechnik. Diese Grundlagen werden in den Vorlesungen Systemdynamik
und Regelungstechnik I und II sow Digitale Regelungssysteme I und II angeboten.
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
www.rtm.tu-darmstadt.de
Verwendung der LV:
Wird derzeit neu konzipiert
V2+Ü1
V2+Ü1
SS
61663
S: 120min
M2
13
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Modelling and Simulation
Ulrich Konigrski
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Modeling and Simulation
Ulrich Konigorski
NEW
4
German
NEW
Written/Oral
120 Hours (45 P; 75 E)
Outcomes and
Competences:
The student knows different techniques for the mathematical modeling of dynamic
systems from various domains. He will acquire the ability to simulate the dynamic
behavior of the modeled system digitally and to use the available numeric
integration methods purposeful.
Comments:
None
Module Content:
Aims of modeling, theoretical modeling by application of fundamental physical
laws, generalized network analysis (bond graphs), modeling of distributed
parameter systems, model reduction, linearization, algebraic description of dynamic
systems, order reduction
Lecture notes Konigorski : „Modelling and Simulation”
Sample questions for the lecture
Lunze: “Regelungstechnik 1 und 2“
Föllinger: „Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung“
Prerequisites:
Prior Knowledge of continuous- and discrete-time control theory is helpful.
Supplementary lectures are System Dynamics and Control Systems I and II as well
as Digital Control I and II.
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
www.rtm.tu-darmstadt.de
Is currently designed
Type:
Cycle Offered:
Examiner Code:
Length of Exam:
Semester:
V2+Ü1
V2+Ü1
SS
61663
W: 120min
M2
14
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Produktinnovation
Herbert Birkhofer
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Produktinnovation
Herbert Birkhofer
16.1912
4
Deutsch
116041
Kompetenzen:
Die Studenten sollen nach Besuch der Vorlesung in der Lage sein, ein Produkt
systematisch zu entwickeln und zu konstruieren.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Block A: Übersicht
1. Entwickeln und Konstruieren in der Praxis
2. Das Konstruktionsobjekt - Gemeinsamkeiten und Unterschiede
3. Das Vorgehen
120 Stunden (30 P; 90 E)
Lehrform:
SWS:
Angebotsturnus:
Prüfercode:
Dauer:
Semester:
V
V2
WS
13972
M1
Block B: Methodisches Vorgehen beim Entwickeln und Konstruieren
1. Aufgabe klären (Aufgaben für die Konstruktion, Anforderungsliste)
2. Konzipieren (Funktionsbetrachtungen, Lösungssuche, Erarbeiten von
Gesamtlösungen, Konkretisieren, Auswählen und Bewerten)
3. Entwerfen (Vorgehen,Grundtätigkeiten, Grundregeln)
4. Ausarbeiten (Vorgehen, Systematik)
Lehr- und
Lernmaterialien:
Pahl, Beitz: "Konstruktionslehre", Springer-Verlag 1997
Voraussetzungen:
Keine
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
www.pmd.tu-darmstadt.de/de/index.html
Verwendung der LV:
BSc MPE; MSc MEC
15
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Product Innovation
Herbert Birkhofer
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Product Innovation
Herbert Birkhofer
16.1912
4
German
116041
Outcomes and
Competences:
The student is capable to systematically develop and design a product.
Comments:
None
Module Content:
Part A:
1. Development and Design in Practice
2. The design object – Commonalities and Differences
3. The proceeding
120 Hours (30 P; 90 E)
Type:
Cycle Offered:
Examiner Code:
Length of Exam:
Semester:
V2
V2
WS
13972
M1
Part B: Methodic proceeding in the design and development
1. Clarify task (Tasks for the design, list of specifications)
2. Drafting (Functional reflections, search of solutions, work out of the total
solution, substantiating, choice and evaluation)
3. Design (Proceeding, fundamental actions, fundamental rules)
4. Elaboration (Proceeding, systematics)
Pahl, Beitz: "Konstruktionslehre", Springer-Verlag 1997
Prerequisites:
None
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
www.pmd.tu-darmstadt.de/de/index.html
BSc MPE; MSc MEC
16
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Systemdynamik und Regelungstechnik II
Jürgen Adamy
6
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Arbeitsaufwand:
Systemdynamik und Regelungstechnik II
Jürgen Adamy
Lehrform:
18.1141
SWS:
6
Angebotsturnus:
Deutsch
Prüfercode:
118452
Dauer:
schriftlich
Semester:
180 Stunden (60 P; 120
E)
Kompetenzen:
Ein Student kann nach Besuch der Veranstaltung: 1. Wurzelortskurven erzeugen
und analysieren, 2. das Konzept des Zustandsraumes und dessen Bedeutung für
lineare Systeme erklären, 3. die Systemeigenschaften Steuerbarkeit und
Beobachtbarkeit benennen und gegebene System daraufhin untersuchen, 4.
verschiedenen Reglerentwurfsverfahren im Zustandsraum benennen und
anwenden, 5. nichtlineare Systeme um einen Arbeitspunkt linearisieren.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Wichtigste behandelte Themenbereiche sind: 1. Wurzelortskurvenverfahren
(Konstruktion und Anwendung), 2. Zustandsraumdarstellung linearer Systeme
(Systemdarstellung, Zeitlösung, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Zustandsregler,
Beobachter)
Lehr- und Lernmaterialien:
Adamy: Systemdynamik und Regelungstechnik II, Shaker Verlag (erhältlich im FGSekretariat) www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/e-learning (optionales Material)
Voraussetzungen:
Systemdynamik und Regelungstechnik I
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/vorlesungen/systemdynamik-undregelungstechnik-ii/
Verwendung der LV:
BSc ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc WI-ETiT, MSc iCE, MSc EPE, MSc CE, MSc
Informatik, MSc iKT, ETiT Diplom, WI-ETiT Diplom, MEC Diplom
V3+Ü2
V3+Ü2
SS
18779
180 min
M2
17
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
System Dynamics and Control Systems II
Adamy
6
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
System Dynamics and Control Systems II
Adamy
Type:
18.1141
6
Cycle Offered:
German
Examiner Code:
118452
Length of Exam:
Written
Semester:
180 Hours
Outcomes and
Competences:
After attending the lecture, a student is capable of: 1. constructing and evaluating
the root locus of given systems, 2. describing the concept and importance of the
state space for linear systems, 3. defining controllability and observability for linear
systems and being able to test given systems with respect to these properties, 4.
stating controller design methods using the state space, and applying them to given
systems, and 5. applying the method of linearization to non-linear systems with
respect to a given operating point
Comments:
None
Module Content:
Main topics covered are: 1. Root locus method (construction and application), 2.
State space representation of linear systems (representation, time solution,
controllability, observability, observer-based controller design)
Adamy: Systemdynamik und Regelungstechnik II, Shaker Verlag (available for
purchase at the FG office)
www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/e-learning (optionales Material)
Prerequisites:
System Dynamics and Control Systems I
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/vorlesungen/systemdynamik-und-regelungstechnikii/
BSc ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc WI-ETiT, MSc iCE, MSc EPE, MSc CE, MSc
Informatik, MSc iKT, ETiT Diplom, WI-ETiT Diplom, MEC Diplom
V3+Ü2
V3+Ü2
SS
18779
180 min
M2
18
Modul:
Modulkoordinator:
Kreditpunkte:
Technische Fluidsysteme
Peter Pelz
4
Lehrveranstaltung:
Dozent:
LV-Code:
Kreditpunkte:
Sprache:
Prüfungscode:
Form der Prüfung:
Technische Fluidsysteme
Peter Pelz
NEU
4
Deutsch
NEU
Schriftlich und/oder
Mündlich
120 Stunden (30 P; 90 E)
Arbeitsaufwand:
Lehrform:
SWS:
Angebotsturnus:
Prüfercode:
Dauer:
V2
V2
WS
15761
30 min
Semester:
M1
Kompetenzen:
Der Student wird in die Lage versetzt, Fluidsysteme in Kombination mit
regelungstechnischen Fragestellungen zu bearbeiten. Die Fluidsysteme aus den
Bereichen Pneumatik, Ölhydraulik, Verbrennungskraftmaschinen,
Wasserversorgung, Klimatechnik, Prozesstechnik können hinsichtlich ihres
dynamischen Verhaltens und ihrer Energieeffizienz beurteilt werden. Damit ist der
Student in die Lage gesetzt, gezielte Optimierungen durchzuführen und innovative
Fluidsysteme zu planen.
Erläuterungen:
Keine
Modulinhalte
Modellierung von quasi eindimensionalen Fluidsystemen als Regelstrecke eines
mechatronischen Systems. Physikalische Beschreibung der Systemkomponenten
(Fluidenergiewandler, Strömungswiderstände und Reaktoren). Diskussion
unterschiedlicher Systemlösungen. Steuerung und Regelung von Fluidsystemen.
Beurteilung der Energieeffizienz und Robustheit des Systems.
Lehr- und
Lernmaterialien:
Scriptum zur Vorlesung
Voraussetzungen:
Keine
Studienleistungen:
Keine
Homepage der LV:
www.fst.tu-darmstadt.de
Verwendung der LV:
MSc MPE ; MSc MEC
19
Module:
Module Coordinator:
Credit Points:
Technical Fluid Systems
Peter Pelz
4
Lecture:
Instructor:
LV-Code:
Credit Points:
Language:
Exam Code:
Type of Exam:
Work Effort:
Technical Fluid Systems
Peter Pelz
NEW
4
German
NEW
Oral and/or Written
120 Hours (30 P; 90 E)
Outcomes and
Competences:
The student is enabled to work on controlled fluid systems. The considered systems
are out the area of pneumatics, hydraulics, internal combustion engines, water
supply systems, air condition systems and chemical processes. The general approach
enables the student to judge the dynamic behaviour of the considered systems as
well as their efficiency. Thus, the student can perform targeted optimizations of the
system and can plan innovative fluid systems.
Comments:
None
Module Content:
Modelling of quasi one dimensional fluid system as part of a controlled mechatronic
system. Physical description of the system components such as fluid energy
converter, flow resistance, and reactor. Discussion of different system solutions with
respect to efficiency and robustness. Control of fluid system.
Scriptum
Prerequisites:
None
Auxiliary Studies:
None
Homepage:
www.fst.tu-darmstadt.de
MSc MPE ; MSc MEC
Type:
Cycle Offered:
Examiner Code:
Length of Exam:
Semester:
V2
V2
WS
15761
30 min
M1
20

Modulhandbuch Master of Science Mechatronik

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