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M.Sc. Mechatronik(PO 2014)Simulation and Control of Mechatronic SystemsStand: 01.09.2019

Studienbereich Mechtronik

Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014)Simulation and Control of Mechatronic Systems

Stand: 01.09.2019

Studienbereich MechtronikEmail: [email protected]

I

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen 1

1.1 Mikrotechnische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Dynamische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Systemdynamik und Regelungstechnik III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Weitere Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Werkzeuge und Methoden der Produktentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Microcontrollern und programmierbaren Logikbau-

steinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Systemdynamik und Regelungstechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Digitale Regelungssysteme I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Modellbildung und Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 Technische und Naturwissenschaftliche Wahlfächer 10

2.1 Kernfächer MB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Technische Fluidsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Höhere Maschinendynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2 Kernfächer ETiT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Digitale Regelungssysteme II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Mehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 ADP / Seminare, Praktika, InfINat 15

3.1 ADP / Seminare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1.1 ADP / Seminare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.1.1 ADP / Seminare MB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15ADP (6 CP) Dynamik und Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15ADP (6 CP) Fahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16ADP (6 CP) Flugsysteme und Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17ADP (6 CP) Fluidsystemtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18ADP (6 CP) Mechatronische Systeme im Maschinenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19ADP (6 CP) Produktentwicklung und Maschinenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20ADP (6 CP) Angewandte Dynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21ADP (6 CP) Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik . . . . . . . . . . . . . . . 22ADP (6 CP) Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.1.1.2 ADP / Seminare ETiT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Projektseminar Robotik und Computational Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Projektseminar Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Projektseminar Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Projektseminar Praktische Anwendungen der Mechatronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Projektseminar Mechatronik im Automobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Projektseminar Regelungstechnik im Automobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Anwendungen, Simulation und Regelung leistungselektronischer Systeme . . . . . . . . . . . . 30Projektseminar Autonomes Fahren I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1.1.3 ADP / Seminare Inf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Robotik-Projektpraktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.1.2 Praktika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Praktikum Matlab/Simulink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

II

3.1.3 InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.1.3.1 Kernfächer InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Identifikation dynamischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.1.3.2 Wahlfächer InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Einführung in die Numerische Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Flughafenplanung (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Luftverkehr B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Maschinenakustik - Grundlagen I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Maschinenakustik - Grundlagen II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Mechatronik und Assistenzsysteme im Automobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Forschungsseminar Fahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Grundlagen der Adaptronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Trends der Kraftfahrzeugentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Fahrdynamik und Fahrkomfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Verbrennungskraftmaschinen II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Konstruktion im Motorenbau II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Systemzuverlässigkeit im Maschinenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Echtzeitsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Lichttechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Lichttechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Microprocessor Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Rechnersysteme II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Praktikum Regelungstechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Software-Engineering - Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Software-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Optimierung statischer und dynamischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Architekturen und Entwurf von Rechnersystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Bildverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Computer Vision I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Computer Vision II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Mechatronik-Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Elektrische Bahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Schnelle Randelementmethoden für Ingenieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Grundlagen der Robotik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Robuste Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Sensor Array Processing and Adaptive Beamforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Elektrische Antriebstechnik für Automobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Machine Learning und Deep Learning in der Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . 84Matrixanalyse und schnelle Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Betriebswirtschaft für Ingenieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Projektseminar Autonomes Fahren II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Inhaltsverzeichnis III

1 Grundlagen

1.1 Mikrotechnische Systeme

1.2 Dynamische Systeme

ModulnameSystemdynamik und Regelungstechnik III

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-2010 4 CP 120 h 75 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Jürgen Adamy

1 LerninhaltBehandelt werden:

• Grundlagen nichtlinearer Systeme,• Grenzzyklen und Stabilitätskriterien,• nichtlineare Regelungen für lineare Regelstrecken,• nichtlineare Regelungen für nichtlineare Regelstrecken,• Beobachter für nichtlineare Regelkreise

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung:

• die grundsätzlichen Unterschiede zwischen linearen und nichtlinearen Systemen benennen,• nichtlineare Systeme auf Grenzzyklen hin testen• verschiedene Stabilitätsbegriffe bennen und Ruhelagen auf Stabilität hin untersuchen,• Vor- und Nachteile nichtlinearer Regler für lineare Strecken nennen,• verschiedenen Regleransätze für nichtlineare Systeme nennen und anwenden,• Beobachter für nichtlineare Strecken entwerfen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSystemdynamik und Regelungstechnik II

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 180 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc WI-ETiT, MSc iCE, MSc EPE, MSc CE, MSc Informatik

7 Notenverbesserung nach §25 (2)Nein

8 LiteraturAdamy: Systemdynamik und Regelungstechnik III (erhältlich im FG-Sekretariat)

Enthaltene Kurse

1

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2010-vl Systemdynamik und Regelungstechnik III

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2010-ue Systemdynamik und Regelungstechnik III

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Übung 1

1.2 Dynamische Systeme 2

1.3 Weitere Grundlagen

ModulnameWerkzeuge und Methoden der Produktentwicklung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-05-5080 4 CP 120 h 60 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dipl.-Ing. Eckhard Alfred Kirchner

1 LerninhaltGrundlagen zur Produktentwicklung und Strukturierung des Entwicklungsprozesses, Aufgabenklärung undAnforderungsliste, Grundlagen der Produktneuentwicklung, Grundlagen des Produktkostenmana-gementsdurch reine Herstellkostensenkung, Wertanalyse und zielkostenorientierte Neuentwicklungen; Entwicklungumweltgerechter Produkte, variantengerechter Produkte und -Strukturen; Grundlagen der Sicherheitstech-nik und Entwicklung sicherheitsgerechter Produkte; Fehler- und Schwachstellenanalyse; Nutzung von Pro-totypen; Entwickeln und Produzieren im globalen Kontext.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach dem Abschluss der Lerneinheit sollten die Studierenden in der Lage sein:

• Entwicklungsaufgaben durch Hinterfragen zu analysieren, um Ziele und Kernprobleme zu erkennensowie Kundenwünsche in Anforderungen zu übersetzen und deren Bedeutung zu beurteilen.

• Die Entwicklungsaufgabe formal in Form einer Anforderungsliste zu beschreiben und dabei zwischenWünschen und Anforderungen zu differenzieren.

• Die Prinzipien, Vorteile und Grenzen des Simultaneous Engineering zu beschreiben und die Bedeu-tung und Wirkungsweise in der Praxis zu erklären.

• Vorgehen und Arbeitsschritte bei der Neuproduktentwicklung zu benennen und zu beschreiben, imRahmen der Erstellung eines Morphologischen Kastens und einer systematische Lösungskombinationanzuwenden, sowie ihre Bedeutung im Rahmen von Innovationsprojekten zu erklären.

• Die TQM-Prinzipien und ihre Umsetzung und Bedeutung im Unternehmen zu erklären sowie dieFMEA als präventive Fehlervermeidungsmethode anzuwenden.

• Die Begriffsdefinitionen für die Entwicklung sicherheitsgerechter Produkte zu differenzieren und zuerklären sowie die Prinzipien der Sicherheitstechnik in ihrer Wirksamkeit für konkrete Aufgabenstel-lungen zu beurteilen und zur Konstruktion verbesserter Lösungen zu transferieren.

• Die Grundlagen zur Entstehung von Kosten im Produktlebenslauf und des Produktkostenmaman-gements sowie dessen wesentliche Strategien zu differenzieren und zu erklären, Kostenstruktu-ren mittels Break-Even-Analyse und Funktionskostenanalyse zu analysieren und aufgabenspezifischStrategien und Maßnahmen zur Erreichung von Kostenzielen zu formulieren und hinsichtlich ihrerReichweite zu bewerten.

• Bedingungen der nachhaltigen Produktentwicklung zu beschreiben und das Vorgehen zur Erstellungvon Ökobilanzen zu erklären.

• Unternehmenssituationen hinsichtlich der angebotenen Produktvielfalt zu analysieren und die Ge-fahr von Komplexitätsfallen zu erkennen und zu erklären.

• Grenzen des Einsatz von Protoypen zu erklären sowie zu bewerten.• Herausforderungen der Entwicklung und Produktion in global agierenden Firmen zu benennen und

Lösungstrategien zu identifizieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine


• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Gewichtung: 100 %)

1.3 Weitere Grundlagen 3

6 Verwendbarkeit des ModulsWP Bachelor MPE


8 LiteraturU. Lindemann. Methodische Entwicklung technischer Produkte: Methoden flexibel und situationsgerechtanwenden. VDI-Buch. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009.G. Pahl;W. Beitz; J. Feldhusen; K.H. Grote. Konstruktionslehre – Grundlagen erfolgreicher Produktentwick-lung, Methoden und Anwendungen. Springer Verlag, Berlin, 2006.E. Kirchner & H. Birkhofer. Werkzeuge und Methoden der Produktentwicklung, Vorlesungsunterlagen despmd, 2018

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-05-5080-vl Werkzeuge und Methoden der Produktentwicklung

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname16-05-5080-ue Werkzeuge und Methoden der Produktentwicklung

Dozent Lehrform SWSÜbung 2


ModulnameEchtzeitanwendungen und Kommunikation mit Microcontrollern und programmierbaren Logikbausteinen

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-gt-2040 4 CP 120 h 75 h 1 WiSe/SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog

1 LerninhaltMikrocontroller und FPGAs werden heute vielfältig zur Realisierung von Steuerungs- und Regelungsaufga-ben eingesetzt. Im Falle des Einsatzes in der Antriebstechnik und Leistungselektronik wird mit Hilfe dieserBausteine häufig die Ansteuerung von Wechselrichtern oder DC/DC Wandlern realisiert.In diesem Kontext sind zum einen praktisch immer Echtzeitanforderungen zu erfüllen und zum anderenviele verschiedene Kommunikationsschnittstellen zu bedienen. Das Modul vermittelt das Hintergrundwis-sen und die Kompetenzen, um in diesem Bereich erfolgreich Steuerungs- und Regelungsaufgaben zu reali-sieren.Im Einzelnen werden folgende Inhalte vermittelt:

• Architektur von Mikrocontrollern• Aufbau und Funktion von FPGAs, Werkzeuge und Sprachen zur Programmierung• Typische Peripheriekomponenten in Mikrocontrollern• Capture & Compare, PWM, A/D-Wandler• I2C, SPI, CAN, Ethernet• Programmierung von Mikrocontrollern in C• Peripheriekomponenten• Interruptbehandlung• Echtzeiteigenschaften der Software, Interrupts, Interruptlatenz• Regelung von induktiven Verbrauchern• Schaltungsgrundlagen, Power-MOSFETS, IGBTsNumerische Verfahren für die Berechnung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende können nach Abschluss des Moduls

• eine digitale Regelungsaufgabe in HW- und SW-Anteile separieren.• HW-Anteile in einer HW-Beschreibungssprache spezifizieren und mit Hilfe eines Mikrocontrollers die

SW-Anteile implementieren.• die Echtzeitfähigkeit ihres Programms bewerten und können obere Grenzen für Reaktionszeiten des

Systems ermitteln.• die entwickelte Lösung mit Hilfe einer Entwicklungsumgebung auf das Zielsystem übertragen und

dort debuggen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKenntnisse in C-Programmierung (Syntax, Operatoren, Zeigerarithmetik)





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc MEC, MSc ETiT


8 Literatur


Skript, Übungsanleitung und ppt-Folien, alles sowohl als Hard-Copy oder als Download; User Manuals derverwendeten Bausteine und Entwicklungsumgebung

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-gt-2040-vl Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Microcontrollern und programmierba-

ren Logikbausteinen

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog Vorlesung 1

Kurs-Nr. Kursname18-gt-2040-pr Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Microcontrollern und programmierba-

ren Logikbausteinen

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog Praktikum 2


ModulnameSystemdynamik und Regelungstechnik II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-1010 7 CP 210 h 135 h 1 SoSe


1 LerninhaltWichtigste behandelte Themenbereiche sind:

• Wurzelortskurvenverfahren (Konstruktion und Anwendung),• Zustandsraumdarstellung linearer Systeme (Systemdarstellung, Zeitlösung, Steuerbarkeit, Beob-

achtbarkeit, Zustandsregler, Beobachter)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung: 1. Wurzelortskurven erzeugen und analysieren, 2. dasKonzept des Zustandsraumes und dessen Bedeutung für lineare Systeme erklären, 3. die Systemeigen-schaften Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit benennen und gegebene System daraufhin untersuchen, 4.verschiedenen Reglerentwurfsverfahren im Zustandsraum benennen und anwenden, 5. nichtlineare Syste-me um einen Arbeitspunkt linearisieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSystemdynamik und Regelungstechnik I





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc WI-ETiT, MSc iCE, MSc EPE, MSc CE, MSc Informatik


8 LiteraturAdamy: Systemdynamik und Regelungstechnik II, Shaker Verlag (erhältlich im FG-Sekretariat)http://www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/e-learning (optionales Material)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-1010-vl Systemdynamik und Regelungstechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-ad-1010-ue Systemdynamik und Regelungstechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Übung 2


http://www.rtr.tu-darmstadt.de/lehre/e-learning

ModulnameDigitale Regelungssysteme I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2020 4 CP 120 h 75 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski

1 LerninhaltTheoretische Grundlagen von Abtast-Regelungsystemen:Zeitdiskrete Funktionen, Abtast-/Halteglied, z-Transformation, Faltungssumme, z-Übertragungsfunktion,Stabilität von Abtastsystemen, Entwurf zeitdiskreter Regelungen, Diskrete PI-, PD- und PID-Regler,Kompensations- und Deadbeat-Regler, Anti-Windup-Maßnahmen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDer Student erlangt Kenntnisse im Bereich der digitalen Regelungs- und Steuerungstechnik. Er kennt diegrundlegenden Unterschiede zwischen kontinuierlichen und diskreten Regelungssystemen und kann zeit-diskrete Regelungen nach verschiedenen Verfahren analysieren und entwerfen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeHilfreich sind Kenntnisse der Laplace- und Fourier-Transformation sowie der Grundlagen der zeitkontinu-ierlichen Regelungstechnik. Diese Grundlagen werden in der Vorlesung Systemdynamik und Regelungs-technik I angeboten.





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc/MSc Wi-ETiT, MSc ETiT, BSc/MSc CE, MSc MEC, BSc/MSc iST, MSc iCE, MSc Informatik


8 LiteraturSkript Konigorski: „Digitale Regelungssysteme“Ackermann: Äbtastregelung"Aström, Wittenmark: "Computer-controlled Systems"Föllinger: "Lineare Abtastsysteme"Phillips, Nagle: "Digital control systems analysis and design"Unbehauen: "Regelungstechnik 2: Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare Regelsysteme"

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2020-vl Digitale Regelungssysteme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2020-ue Digitale Regelungssysteme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Übung 1


ModulnameModellbildung und Simulation



1 LerninhaltZweck der Modellbildung, Theoretische Modellbildung durch Anwendung physikalischer Grundgesetze,verallgemeinerte Netzwerkanalyse, Modellierung örtlich verteilter Systeme, Modellvereinfachung, Lineari-sierung, Ordnungsreduktion, Digitale Simulation linearer Systeme, Numerische Integrationsverfahren

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden werden in der Lage sein, verschiedene Verfahren zur mathematischen Modellierung dy-namischer Systeme aus unterschiedlichen Anwendungsgebieten anzuwenden. Sie werden die Fähigkeitbesitzen, das dynamische Verhalten der modellierten Systeme digital zu simulieren und die dabei zur Ver-fügung stehenden numerischen Integrationsmethoden gezielt einzusetzen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkenntnisse der zeitkontinuierlichen und zeitdiskreten Regelungstechnik. Diese Grundlagen werdenin den Vorlesungen „Systemdynamik und Regelungstechnik I und II“ sowie „Digitale Regelungssysteme Iund II“ angeboten.





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC


8 LiteraturSkript Konigorski: „Modellbildung und Simulation“,Lunze: „Regelungstechnik 1 und 2“,Föllinger: „Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung“

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2010-vl Modellbildung und Simulation


Kurs-Nr. Kursname18-ko-2010-ue Modellbildung und Simulation



2 Technische und NaturwissenschaftlicheWahlfächer

2.1 Kernfächer MB

ModulnameTechnische Fluidsysteme


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz

1 LerninhaltModellierung von quasi eindimensionalen Fluidsystemen als Regelstrecke eines mechatronischen Systems.Physikalische Beschreibung der Systemkomponenten (Fluidenergiewandler, Strömungswiderstände undReaktoren). Diskussion unterschiedlicher Systemlösungen. Steuerung und Regelung von Fluidsystemen.Beurteilung der Energieeffizienz und Robustheit des Systems.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden werden in die Lage versetzt, Fluidsysteme in Kombination mit regelungstechnischen Fra-gestellungen zu bearbeiten. Die Fluidsysteme aus den Bereichen Pneumatik, Ölhydraulik, Verbrennungs-kraftmaschinen, Wasserversorgung, Klimatechnik, Prozesstechnik können hinsichtlich ihres dynamischenVerhaltens und ihrer Energieeffizienz beurteilt werden. Damit sind die Studierenden in die Lage gesetzt,gezielte Optimierungen durchzuführen und innovative Fluidsysteme zu planen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmekeine


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des Moduls


8 LiteraturVorlesungsskript

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-10-5180-vl Technische Fluidsysteme


10

ModulnameHöhere Maschinendynamik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Richard Markert

1 LerninhaltEinführung in die Höhere Maschinendynamik.Kinematik des Starrkörpers; Beschreibung der Translation und Rotation räumlicher Bewegungen.Formulierung von Bindungsgleichungen (skleronome, rheonome, holonome und nichtholonome Zwangs-bedingungen); Definition von verallgemeinerten Koordinaten und virtuellen Verschiebungen.Kinematik von Mehrkörpersystemen; baumstrukturierte Systeme und Systeme mit Schleifen; Beschreibungräumlicher Systeme mittels Absolutkoordinaten und mittels Relativkoordinaten.Kinetik von Starrkörpersystemen; Schwerpunktsatz und Drallsatz; Aufstellen von Bewegungsgleichungenin Absolutkoordinaten (Index-3, Index-2 und Index-1 Formulierungen) und in Relativkoordinaten; Prinzipeder Mechanik.Linearisierung von Bewegungsgleichungen; Lösungstheorie für lineare Systeme mit konstanten Koeffizien-ten.Anwendungsbeispiele aus der Fahrzeugtechnik, der Robotik, der Motormechanik, der Getriebetechnik, derRotordynamik, etc.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der Lage sein:

• Die räumliche Bewegung eines Starrkörpers mathematisch zu beschreiben.• Komplexe Systeme von starren Körpern kinematisch zu beschreiben und deren Bewegungen zu ana-

lysieren.• Die Bewegungsgleichungen für komplexe, ebene und räumliche Systeme mithilfe der Newton-

Eulerschen Gleichungen zu formulieren.• Die Prinzipien der Mechanik anzuwenden, um mit diesen – alternativ zu den Newton-Eulerschen

Gleichungen – Bewegungsdifferentialgleichungen herzuleiten.• Mathematische Modelle von realen Maschinen und Mechanismen zu erstellen, um die Bewegung

der Körper und die auftretenden Belastungen zu berechnen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeTechnische Mechanik I bis III (Statik, Elastomechanik, Dynamik) und Mathematik I bis III empfohlen.


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Standard BWS)



6 Verwendbarkeit des ModulsMaster MPE PflichtWI/MB, Master Mechatronik


8 LiteraturWoernle, C.: „Mehrkörpersysteme“, Springer, 2011.Shabana, A.: „Dynamics of Multibody Systems”, Cambridge University Press, Third Edition, 2010.Haug, E.J.: „Computer-Aided Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems“, Allyn and Bacon, 1989.Markert, R.: „Strukturdynamik„, Shaker, 2013.Dresig, H.; Holzweißig, F.: „Maschinendynamik“, 10. Aufla-ge, Springer, 2011.

2.1 Kernfächer MB 11

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-25-5060-vl Höhere Maschinendynamik


Kurs-Nr. Kursname16-25-5060-hü Höhere Maschinendynamik - Hörsaalübung

Dozent Lehrform SWSHörsaalübung 2

Kurs-Nr. Kursname16-25-5060-gü Höhere Maschinendynamik - Gruppenübung

Dozent Lehrform SWSGruppenübung 0

2.1 Kernfächer MB 12

2.2 Kernfächer ETiT

ModulnameDigitale Regelungssysteme II



1 LerninhaltZustandsdarstellung zeitdiskreter Systeme, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Zustandsregler, Polvorgabe, PI-Zustandsregler, diskrete Zustandsbeobachter, modifizierter Luenbergerbeobachter

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDer Studierenden kennen die mathematische Beschreibung von Abtastsystemen im Zustandsraum unddie hierfür zur Verfügung stehenden Verfahren zur Systemanalyse und zum Entwurf digitaler Regelungs-syssteme. Sie können Deadbeat-Regler, Polvorgaberegler sowie PI-Zustandsregler für Eingrößensystemeentwerfen und können diese zusammen mit verschiedenen diskreten Zustandsbeobachtern einsetzen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKenntnisse der z-Transformation sowie der Grundlagen zeitdiskreter Regelungssysteme. Diese Grundlagenwerden in der Vorlesung „Digitale Regelungssysteme I“ behandelt, die daher vorausgesetzt wird.





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc Wi-ETiT, BSc/MSc iST, MSc MEC, MSc iCE


8 LiteraturSkript Konigorski: „Digitale Regelungssysteme“Ackermann: Äbtastregelung"Aström, Wittenmark: "Computer-controlled Systems"Föllinger: "Lineare Abtastsysteme"Phillips, Nagle: "Digital control systems analysis and design"Unbehauen: "Regelungstechnik 2: Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare Regelsysteme"

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2030-vl Digitale Regelungssysteme II


Kurs-Nr. Kursname18-ko-2030-ue Digitale Regelungssysteme II


2.2 Kernfächer ETiT 13

ModulnameMehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2050 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe


1 LerninhaltReglerentwurf durch Polvorgabe (Vollständige Modale Synthese), Entwurf von Ver- und Entkopplungsreg-ler, Reglerentwurf durch Optimierung, Zustandsschätzung mittels Beobachter, Dynamische Zustandsrege-lungen, Strukturbeschränkte Zustandsregelungen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden werden in der Lage sein, lineare, zeitinvariante Mehrgrößensysteme im Zustandsraumzu analysieren und für diese mittels verschiedener Verfahren Regelungen zu entwerfen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKenntnisse der in den Vorlesungen „Systemdynamik und Regelungstechnik I“ und SSystemdynamik undRegelungstechnik II"vermittelten Grundlagen der linearen Regelungstechnik.







8 LiteraturSkript Konigorski: „Mehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum“,Anderson, Moore: Öptimal Control: Linear Quadratic Methods", Föllinger: "Regelungstechnik: Einführungin die Methoden und ihre Anwendung". Föllinger: Öptimale Regelung und Steuerung: Eine Einführung fürIngenieure", Roppenecker: SZeitbereichsentwurf linearer Regelungen: Grundlegende Strukturen und eineAllgemeine Methodik ihrer Parametrierung",Unbehauen: "Regelungstechnik II:Zustandsregelungen, digitale und nichtlineare Regelungssysteme",Zurmühl: "Matrizen und ihre Anwendung: Für Angewandte Mathematiker, Physiker und Ingenieure. Teil1: Grundlagen"

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2050-vl Mehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum


Kurs-Nr. Kursname18-ko-2050-ue Mehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum


2.2 Kernfächer ETiT 14

3 ADP / Seminare, Praktika, InfINat

3.1 ADP / Seminare

3.1.1 ADP / Seminare

3.1.1.1 ADP / Seminare MB

ModulnameADP (6 CP) Dynamik und Schwingungen

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-62-a061 6 CP 180 h 180 h 1 Jedes Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Peter Hagedorn

1 LerninhaltAktuelle Aufgbenstellungen aus dem Fokus der anbietenden Fachgebiete

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studenten sind in der Lage, im Team komplexe Probleme zu erkennen und zu benennen sowie mög-liche Lösungen zu finden und zu bewerten. Sie beherrschen die Grundzüge der genauen Arbeits- undZeitplanung bei komplexen Aufgaben und übernehmen Leitungsaufgaben eines Teams. Sie erwerben dieFertigkeiten, zwischen divergierenden Standpunkten zu vermitteln und erkennen die Notwendigkeit vonKompromissen sowohl in zwischenmenschlichen Beziehungen als auch beim Lösen ingenieurtypischer Pro-bleme.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMögliche Voraussetzungen werden vom anbietenden Fachgebiet bei der Aufgabenstellung angegeben.







8 Literaturabhängig vom Projekt; wird vom Fachgebiet bekannt gegeben

Enthaltene Kurse

15

ModulnameADP (6 CP) Fahrzeugtechnik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Hermann Winner











Enthaltene Kurse

3.1 ADP / Seminare 16

ModulnameADP (6 CP) Flugsysteme und Regelungstechnik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Uwe Klingauf











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Fluidsystemtechnik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Mechatronische Systeme im Maschinenbau


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Produktentwicklung und Maschinenelemente


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Herbert Birkhofer











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Angewandte Dynamik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Richard Markert











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz











Enthaltene Kurse


ModulnameADP (6 CP) Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Christian Beidl











Enthaltene Kurse


3.1.1.2 ADP / Seminare ETiT

ModulnameProjektseminar Robotik und Computational Intelligence



1 LerninhaltIn dieser Vorlesung werden die folgenden Kentnisse vermittelt: 1. Industrieroboter, 1a. Typen und Anwen-dungen, 1b. Geometrie und Kinematik, 1c. Dynamisches Modell, 1d. Regelung von Industrierobotern, 2.Mobile Roboter, 2a. Typen und Anwendungen, 2b. Sensoren, 2c. Umweltkarten und Kartenaufbau, 2d.Bahnplannung. Nach diesen einführenden Vorlesungen sind konkrete Projekte vorgesehen, in denen dasGelernte in Kleingruppen zum Einsatz gebracht werden kann.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung: 1. die elementaren Bausteine eines Industrierobotersbenennen, 2. die dynamischen Gleichungen für Roboterbewegungen aufstellen und für die Beschreibungeines gegebenen Roboters nutzen, 3. Standardprobleme und Lösungsansätze für diese Probleme aus dermobilen Robotik nennen, 4. ein kleines Projekt planen, 5. den Arbeitsaufwand innerhalb einer Projekt-gruppe aufteilen, 6. nach Zusatzinformationen über das Projekt suchen, 7. eigene Ideen zur Lösung deranstehenden Probleme in dem Projekt entwickeln, 8. die Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Text dar-stellen und 9. die Ergebnisse in einem Vortrag präsentieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme


• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 100 %)



8 LiteraturAdamy: Skript zur Vorlesung (erhältlich im FG-Sekretariat)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2070-pj Projektseminar Robotik und Computational Intelligence

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Projektseminar 4


ModulnameProjektseminar Automatisierungstechnik



1 LerninhaltIn einer kleinen Projektgruppe unter der Anleitung eines wissenschaftlichen Mitarbeiters werden individu-elle, kleine Projekte aus dem Themenbereich der Automatisierungstechnik bearbeitet. ProjektbegleitendeSchulungen über 1. Teamarbeit und Projektmanagement, 2. Professionelle Vortragstechnik und 3. Wissen-schaftliches Schreiben sind in den Kurs integriert; die Teilnahme an den Schulungen ist Pflicht.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung: 1. ein kleines Projekt planen, 2. ein Projekt innerhalbder Projektgruppe organisieren, 3. im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit recherchieren, 4. eigeneIdeen zur Lösung der anstehenden Probleme in dem Projekt entwickeln, 5. Die Ergebnisse in Form eineswissenschaftlichen Textes zusammenfassen und 6. die Ergebnisse in einem Vortrag präsentieren.



• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Dauer: 30 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)



8 LiteraturSchulungsmaterial

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2080-pj Projektseminar Automatisierungstechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Projektseminar 4


ModulnameProjektseminar Regelungstechnik



1 LerninhaltUnterschiedliche Projekte aus dem Gebiet der Regelungstechnik werden in Projektgruppen (je nach Aufga-benstellung 2 bis 4 Studierende) bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts betreut.Die Projekte deckenschwerpunktmäßig folgende Themenbereiche ab:

• Modellierung, Analyse und Entwurf von Mehrgrößenregelungen• Modellierung, Analyse und Entwurf örtlich verteilter Systeme• Entwurf robuster Regelungen• Systemanalyse, Überwachung und Fehlerdiagnose• Modellbildung und Identifikation

Exemplarische Anwendungsgebiete sind Werkzeugmaschinen, Produktions-anlagen, Betriebsfestigkeits-prüfstände, verfahrenstechnische Prozesse, Kraftfahrzeuge.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden kennen nach Abschluss des Projektseminars die einzelnen Schritte bei der Bearbeitungeines regelungstechnischen Projekts. Dies umfasst insbesondere die Erstellung einer Systemspezifikation so-wie die kritische Diskussion und systematische Auswahl geeigneter regelungstechnischer Lösungskonzepteund deren konkrete technische Umsetzung. Dabei lernen die Studierenden die praktische Anwendung derin der Vorlesung „Systemdynamik und Regelungstechnik I“ vermittelten regelungstechnischen Methodenauf reale Problemstellungen. Die Studierenden sollen mit diesem Projektseminar aber auch dazu angelei-tet werden, ihre Professional Skills weiter auszuprägen und zu schärfen. Zu den Professional Skills zählendabei Aspekte wie Teamwork, Präsentationstechniken und die systematische Recherche von Informationen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVorlesung „Systemdynamik und Regelungstechnik I“







8 LiteraturUnterlagen werden am Anfang verteilt (z.B. Anleitung zur Erstellung von schriftlichen Arbeiten etc.)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2090-pj Projektseminar Regelungstechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Projektseminar 4


ModulnameProjektseminar Praktische Anwendungen der Mechatronik



1 LerninhaltUnterschiedliche Projekte aus dem Gebiet der Mechatronik werden in Projektgruppen (je nach Aufgaben-stellung 2 bis 4 Studierende) bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts betreut.Die Projekte deckenschwerpunktmäßig folgende Themenbereiche ab:

• Modellierung, Analyse und Entwurf von mechatronischen Systemen• Entwurf robuster Regelungen• Systemanalyse, Überwachung und Fehlerdiagnose• Modellbildung und Identifikation

Exemplarische Anwendungsgebiete sind Werkzeugmaschinen, mechatronische Aktuatoren, Produktionsan-lagen, Betriebsfestigkeitsprüfstände, Kraftfahrzeuge, Quadrokopter.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden kennen nach Abschluss des Projektseminars die einzelnen Schritte bei der Bearbeitungeines mechatronischen Projekts. Dies umfasst insbesondere die Erstellung einer Systemspezifikation sowiedie kritische Diskussion und systematische Auswahl geeigneter mechatronischer Lösungskonzepte und de-ren konkrete technische Umsetzung. Dabei lernen die Studierenden die praktische Anwendung der in denVorlesungen vermittelten mechatronischen Methoden auf reale Problemstellungen. Die Studierenden sollenmit diesem Projektseminar aber auch dazu angeleitet werden, ihre Professional Skills weiter auszuprägenund zu schärfen. Zu den Professional Skills zählen dabei Aspekte wie Teamwork, Präsentationstechnikenund die systematische Recherche von Informationen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVorlesung „Systemdynamik und Regelungstechnik I“ und „Systemdynamik und Regelungstechnik II“





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc iST


8 LiteraturUnterlagen werden am Anfang verteilt (z.B. Anleitung zur Erstellung von schriftlichen Arbeiten etc.)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2130-pj Projektseminar Praktische Anwendungen der Mechatronik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Projektseminar 4


ModulnameProjektseminar Mechatronik im Automobil



1 LerninhaltUnterschiedliche Projekte aus dem Gebiet der Mechatronik werden in Projektgruppen (je nach Aufgaben-stellung 2 bis 4 Studenten) bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts betreut.Die Projekte decken insbesondere folgende Themenbereiche ab:

• Modellbildung und Identifikation mechatronischer Systeme• Intelligente und adaptive Regelungen• Digitale Regelungen• Überwachung und Fehlerdiagnose mechatronischer Systeme• Einsatz mechatronischer Aktoren

Hauptanwendungsbereiche sind die Kraftfahrzeugtechnik, Verbrennungsmotoren und die Medizintechnik

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden kennen nach Abschluss des Projektseminars die einzelnen Schritte bei der Bearbeitungeines mechatronischen Projekts. Dies umfasst insbesondere die Erstellung einer Systemspezifikation sowiedie kritische Diskussion und systematische Auswahl geeigneter mechatronischer Lösungskonzepte und de-ren konkrete technische Umsetzung. Dabei lernen die Studierenden die praktische Anwendung der in denVorlesungen „Systemdynamik und Regelungstechnik I“ und „Modellbildung und Simulation“ vermitteltenMethoden auf reale Problemstellungen. Die Studierenden sollen mit diesem Projektseminar aber auch da-zu angeleitet werden, ihre Professional Skills weiter auszuprägen und zu schärfen. Zu den ProfessionalSkills zählen dabei Aspekte wie Teamwork, Präsentationstechniken und die systematische Recherche vonInformationen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVorlesung „Systemdynamik und Regelungstechnik I“Vorlesung „Modellbildung und Simulation“





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc MEC, MSc ETiT


8 LiteraturUnterlagen werden am Anfang verteilt (z.B. Anleitung zur Erstellung von schriftlichen Arbeiten etc.)Isermann: Mechatronische Systeme – Grundlagen, Springer

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2080-pj Projektseminar Mechatronik im Automobil

Dozent Lehrform SWSProf. (em.) Dr. Rolf Isermann Projektseminar 4


ModulnameProjektseminar Regelungstechnik im Automobil



1 LerninhaltUnterschiedliche Projekte aus dem Gebiet der Mechatronik werden in Projektgruppen (je nach Aufgaben-stellung 2 bis 4 Studenten) bearbeitet und von Mitarbeitern des Instituts betreut.Die Projekte decken insbesondere folgende Themenbereiche ab:

• Modellbildung und Identifikation mechatronischer Systeme• Intelligente und adaptive Regelungen• Digitale Regelungen• Überwachung und Fehlerdiagnose mechatronischer Systeme• Einsatz mechatronischer Aktoren

Hauptanwendungsbereiche sind die Kraftfahrzeugtechnik, Verbrennungsmotoren und elektrische Antriebe(Hybrid)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden kennen nach Abschluss des Projektseminars die einzelnen Schritte bei der Bearbeitungeines mechatronischen Projekts. Dies umfasst insbesondere die Erstellung einer Systemspezifikation sowiedie kritische Diskussion und systematische Auswahl geeigneter mechatronischer Lösungskonzepte und de-ren konkrete technische Umsetzung. Dabei lernen die Studierenden die praktische Anwendung der in denVorlesungen „Systemdynamik und Regelungstechnik I“ und „Modellbildung und Simulation“ vermitteltenMethoden auf reale Problemstellungen. Die Studierenden sollen mit diesem Projektseminar aber auch da-zu angeleitet werden, ihre Professional Skills weiter auszuprägen und zu schärfen. Zu den ProfessionalSkills zählen dabei Aspekte wie Teamwork, Präsentationstechniken und die systematische Recherche vonInformationen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVorlesung „Systemdynamik und Regelungstechnik I“Vorlesung „Modellbildung und Simulation“







8 LiteraturUnterlagen werden am Anfang verteilt (z.B. Anleitung zur Erstellung von schriftlichen Arbeiten etc.)Isermann: Mechatronische Systeme – Grundlagen, Springer

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2120-pj Projektseminar Regelungstechnik im Automobil

Dozent Lehrform SWSProf. (em.) Dr. Rolf Isermann Projektseminar 4


ModulnameAnwendungen, Simulation und Regelung leistungselektronischer Systeme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-gt-2030 8 CP 240 h 180 h 1 WiSe/SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog

1 LerninhaltBei einem Einführungstreffen werden Themen aus den Gebieten der Leistungselektronik und der An-triebsregelung an die Studierenden vergeben. Im Rahmen der Veranstaltung können Fragestellungen zufolgenden Themen bearbeitet werden:

• Simulation leistungselektronischer Systeme sowie Analyse und Bewertung der Modelle• Aufbau und Inbetriebnahme leistungselektronischer Systeme, Prüfstandentwicklung sowie Messung

charakteristischer Parameter• Modellbildung und Simulation im Bereich der Regelung elektrischer Antriebe• Aufbau und Inbetriebnahme von geregelten Antriebssystemen• Eigene Themenvorschläge können grundsätzliche berücksichtigt werden

Die Teilnehmer bearbeiten anschließend selbstständig die ausgewählte Fragestellung. Die Ergebnisse wer-den in einer schriftlichen Ausarbeitung dokumentiert und es muss am Ende eine Präsentation zum bear-beiteten Thema gehalten werden.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Lernziele sind:

• Selbstständiges Einarbeiten in eine vorgegebene Fragestellung• Auswahl und Bewertung geeigneter Entwicklungswerkzeuge• Kompetenzerwerb beim Umgang mit den verwendeten Entwicklungsumgebungen• Praktische Einblicke in die Leistungselektronik und Antriebsregelung• Logische Darstellung der Ergebnisse in einem Bericht• Präsentationstechniken

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVorlesung „Leistungselektronik 1“ oder „Einführung Energietechnik“ und ggf. „Regelungstechnik I“





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc Wi-ETiT, MSc MEC


8 LiteraturThemenstellung der Projektaufgabe

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-gt-2030-se Anwendungen, Simulation und Regelung leistungselektronischer Systeme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog Seminar 4


ModulnameProjektseminar Autonomes Fahren I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-2070 6 CP 180 h 135 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Andreas Schürr

1 Lerninhalt• Praktische Programmiererfahrung mit C++ bei der Entwicklung eingebetteter Systemsoftware aus

dem Bereich des autonomen Fahrens anhand eines Modellautos• Anwenden von Regelungs- und Steuerungsmethoden aus dem Bereich des autonomen Fahrens• Einsatz von Software-Engineering-Techniken (Design, Dokumentation, Test, . . . ) eines nicht trivialen

eingebetteten Software-Systems mit harten Echtzeit-Anforderungen und beschränkten Ressourcen(Speicher, . . . )

• Nutzung eines vorgegebenen Software-Rahmenwerks und Anwendung von weiteren Bibliothekeninklusive eines modular aufgebauten (Echtzeit-)Betriebssystems

• Einsatz von Source-Code-Management-Systemen, Zeiterfassungswerkzeugen und sonstigenProjektmanagement-Tools

• Präsentation von Projektergebnissen im Rahmen von Vorträgen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende sammeln im Rahmen dieses Projektseminars praktische Erfahrung in der Software-Entwicklung für eingebettete Systeme aus dem Bereich des autonomen Fahrens anhand eines Modellautos.Dabei lernen sie in Teamarbeit eine umfangreiche Aufgabe zu bewältigen. Zur Lösung dieser Aufgabe wirdgeübt, dass in der Gruppe vorhandene theoretische Wissen (aus anderen Lehrveranstaltungen wie Echt-zeitsysteme, Software-Engineering - Einführung, C++ Praktikum, Digitale Regelungssysteme) gezielt zurLösung der praktischen Aufgabe einzusetzen.Studierende, die an diesem Projektseminar erfolgreich teilgenommen haben, sind in der Lage, zu einer vor-gegebenen Problemstellung ein größeres Softwareprojekt in einem interdisziplinären Team eigenständig zuorganisieren und auszuführen. Die Teilnehmer erwerben folgende Fähigkeiten im Detail:

• Eigenständiges Einarbeiten in ein vorgegebenes Rahmenwerk und vorgefertigten Bibliotheken• Umsetzung von theoretischem Wissen in ein Softwaresystem• Umfangreicher Einsatz von Werkzeugen zur Versions-, Konfiguration- und Änderungsverwaltung• Realistische Zeitplanung und Ressourceneinteilung (Projektmanagement)• Entwicklung von Hardware-/Software-Systemen mit C++ unter Berücksichtigung wichtiger Ein-

schränkungen eingebetteter Systeme• Planung und Durchführung umfangreicherer Qualitätssicherungsmaßnahmen• Zusammenarbeit und Kommunikation in und zwischen mehreren Teams

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeEmpfohlene Voraussetzungen sind:

• ETiT, WI-ETiT (DT), iST, Informatik: Grundlegende Softwaretechnik-Kenntnisse sowie vertiefteKenntnisse objektorientierter Programmiersprachen (insbesondere: C++)

Zusätzlich erwünscht:• Grundlagen der Entwicklung von Echtzeitsystemen oder der Bildverarbeitung• ETiT, WI-ETiT (AUT), MEC: Grundlagen der Regelungstechnik, Reglerentwurf im Zustandsraum,

ggf. Grundlagen der digitalen Regelung



5 Benotung


Modulabschlussprüfung:• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, BSc iST


8 Literaturhttps://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/aktuelle-veranstaltungen/ps-af-i/ und Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-2070-pj Projektseminar Autonomes Fahren I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Andreas Schürr Projektseminar 3


https://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/aktuelle-veranstaltungen/ps-af-i/

3.1.1.3 ADP / Seminare Inf

ModulnameRobotik-Projektpraktikum


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr. rer. nat. Oskar Stryk

1 Lerninhalt- selbständige Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus der Entwicklung und Anwendung mo-derner Robotersysteme unter Anleitung und (nach Möglichkeit) in einem Team von Entwicklern- Erarbeitung eines Lösungsvorschlags und dessen Umsetzung- Anwendung und Evaluierung anhand von Roboterexperimenten oder -simulationen- Dokumentation von Aufgabenstellung, Vorgehensweise, Implementierung und Ergebnissen in einem Ab-schlussbericht und Durchführung einer Abschlusspräsentation

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDurch erfolgreiche Teilnahme erwerben Studierende vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Bereichen undTeilsystemen moderner Robotersysteme sowie vertiefte Fähigkeiten zu deren Entwicklung, Implementie-rung und experimentellen Evaluation. Sie trainieren Präsentationsfähigkeiten und (nach Möglichkeit) Fä-higkeit zur Arbeit in einem Team.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme- grundlegende Fachkenntnisse und methodische Fähigkeiten in der Robotik, wie diese durch die Lehrver-anstaltung “Grundlagen der Robotik” vermittelt werden- spezifische Programmierkenntnisse je nach Aufgabenstellung

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0248-pp] (Studienleistung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0248-pp] (Studienleistung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsB.Sc. InformatikM.Sc. InformatikB.Sc. Computational EngineeringM.Sc. Computational EngineeringM.Sc. WirtschaftsinformatikB.Sc. Psychologie in ITJoint B.A. InformatikB.Sc. Sportwissenschaft und InformatikM.Sc. Sportwissenschaft und InformatikKann im Rahmen fachübergreifender Angebote auch in anderen Studiengängen verwendet werden.


8 Literatur

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname20-00-0248-pp Robotik-Projektpraktikum

Dozent Lehrform SWSProjekt 6


3.1.2 Praktika

ModulnamePraktikum Matlab/Simulink II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2070 4 CP 120 h 60 h 1 WiSe/SoSe


1 LerninhaltDas Praktikum ist in die zwei Teile Simulink und Regelungstechnik II aufgeteilt. Im ersten Teil werdendie Bedienkonzepte sowie die Modellbildung und Simulation mit Simulink vorgestellt und deren Einsatz-möglichkeiten an Beispielen aus verschiedenen Anwendungsgebieten geübt. Im zweiten Abschnitt wirddieses Wissen dann genutzt, um selbständig verschiedene regelungstechnische Aufgaben im Bereich derSimulation und des Reglerentwurfs rechnergestützt zu bearbeiten.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDer Studierenden werden in der Lage sein, selbständig mit dem Tool Matlab/Simulink umzugehen unddamit Aufgaben aus dem Bereich der Regelungstechnik und numerischen Simulation zu bearbeiten. Siewerden die Methoden der Control System Toolbox sowie die grundlegenden Konzepte der Simulationsum-gebung Simulink kennengelernt haben und das in den Vorlesungen „Systemdynamik und RegelungstechnikI und II“ sowie „Modellbildung und Simulation“ erworbene Wissen praktisch anwenden können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeDas Praktikum sollte parallel oder nach den Vorlesungen „Systemdynamik und Regelungstechnik II“ sowie„Modellbildung und Simulation“ besucht werden.





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSC MEC


8 LiteraturSkript zum Praktikum im FG-Sekretariat erhältlich

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2070-pr Praktikum Matlab/Simulink II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Praktikum 4


3.1.3 InfINat

3.1.3.1 Kernfächer InfINat

ModulnameIdentifikation dynamischer Systeme



1 Lerninhalt• Einführung in die Aufstellung von mathematischen Prozessmodellen aus gemessenen Daten• Theoretische und experimentelle Modellbildung dynamischer Systeme• Systemidentifikation mit zeit-kontinuierlichen Signalen:

– Aperiodische Signale

* Fourieranalyse

* Bestimmung charakteristischer Werte (Sprungantwort)

– Periodische Signale

* Frequenzgangmessung

* Korrelationsanalyse

• Systemidentifikation mit zeit-diskreten Signalen– Deterministische and stochastische Signale– Grundlagen der Schätztheorie– Korrelationsanalyse

• Parameterschätzverfahren:– Methode der kleinsten Quadrate– Modellstrukturermittlung– Rekursive Schätzalgorithmen

• Kalman Filter und Erweitertes Kalman Filter• Numerische Methoden• Implementierung unter MatLab Zahlreiche Übungsbeispiele mit echten Messdaten

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studenten werden in die grundlegenden Verfahren der Signal- und Systemanalyse eingeführt. Außer-dem lernen die Studenten Methoden wie Fourieranalyse, Korrelationsverfahren und Parameterschätzver-fahren kennen. Mit dieser Grundlage können die Studenten die behandelten Methoden beurteilen undanwenden und sind in der Lage, aus gemessenen Daten nicht-parametrische und parametrische Modell zugenerieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen im Bereich der Regelungstechnik werden vorausgesetzt (z.B. Vorlesung „Systemdynamik undRegelungstechnik I“)








8 LiteraturPintelon, R.; Schoukens, J.: System Identification: A Frequency Domain Approach. IEEE Press, New York,2001.Ljung, L.: System Identification: Theory for the user. Prentice Hall information and systems sciences series.Prentice Hall PTR, Upper Saddle River NJ, 2. edition, 1999.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2040-vl Identifikation dynamischer Systeme


Kurs-Nr. Kursname18-ko-2040-ue Identifikation dynamischer Systeme



3.1.3.2 Wahlfächer InfINat

Alle Module aus dem Bereich ADP und Seminare aus Maschinenbau sowie die Projektseminare aus dem BereichADP und Seminare aus Elektrotechnik und Informationstechnik

ModulnameEinführung in die Numerische Mathematik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch

1 LerninhaltKondition, lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Ausgleichsrechnung,Interpolation, Integration und Differentiation, Differentialgleichungen,Differenzenverfahren, Programmierübungen.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden können die grundlegenden elementaren numerischen Verfahrenbeschreiben, erklären, implementieren und anwenden.Sie sollen die Methoden vergleichen, modifizieren und kombinieren können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeAnalysis, Lineare Algebra, Einführung in das wissenschaftlichtechnische Programmieren





6 Verwendbarkeit des ModulsPflicht


8 LiteraturDeuflhard, Hohmann: Numerische Mathematik I, de Gruyter, 2008Schwarz, Köckler: Numerische Mathematik; Vieweg und Teubner, 2009Matlab User Guide

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname04-00-0056-vu Einführung in die numerische Mathematik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Jens Lang Vorlesung und

Übung6


ModulnameFlughafenplanung (C)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus13-J0-M009 3 CP 90 h 60 h 1 Jedes 2. Sem.


1 LerninhaltWirtschaftlichkeit; Kapazität: Standortwahl und Masterplan; Vorfeldplanung und Betrieb; Terminals; Inter-modalität; Vorfelddienste; Betriebsverfahren; Luftfracht

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden besitzen ein vertieftes Verständnis der unterschiedlichen Bereiche eines Flughafens undderen zu bewältigende Herausforderungen.Sie besitzen die Fähigkeit, auch schwierige fachspezifische Probleme der Flughafenplanung nach wissen-schaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten. Sie sind in der Lage, Lösungen für die unterschied-lichen Bereiche zu entwickeln, abzuwägen, sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen zutreffen und zu begründen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeLuftverkehr


• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Dauer: 60 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 1)



8 LiteraturHandouts und Fachartikel

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname13-J0-0004-vl Flughafenplanung



ModulnameLuftverkehr B

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus13-J0-M003 6 CP 180 h 120 h 1 Jedes 2. Sem.


1 LerninhaltVerkehrsabläufe am Flughafen; Methoden zur Planung und Dimensionierung von Terminals und Abferti-gungsanlagen; Flugsicherung; landseitige Anbindung, Schienenanbindung; Planung, Ausstattung, Dimen-sionierung, konstruktive Bemessung und Betrieb von Flugbetriebsflächen; Bodenbetriebsdienste.Basierend auf den Vorlesungsinhalten ist von den Studierenden eine Hausübung anzufertigen.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden haben vertieftes Verständnis für die Zusammenhänge und Methoden zur Planung, zumBau und zum Betrieb von Flughäfen sowie der Wechselwirkungen zu anderen Bereichen des Ingenieurwe-sens sowie des belebten und unbelebten Umfeldes.Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, insbesondere aus diesem Gebiet, fachspezifische Probleme nachwissenschaftlichen Grundsätzen selbstständig zu bearbeiten.Sie besitzen die vertiefte Fähigkeit, unterschiedliche Lösungen zu erarbeiten, gegeneinander abzuwägen,sachlich und verständlich zu erläutern, Entscheidungen zu treffen und zu begründen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeEmpfohlen: Verkehr II


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, b/nb BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 1)• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 0)



8 LiteraturVorlesungsumdruckAshford, Norman J.; Mumayiz, Saleh A.; Wright, Paul H. (2011): Airport engineering. Planning, design,and development of 21st century airports. 4. ed. Hoboken, N.J: Wiley.International Air Transport Association (2004): Airport development

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname13-J0-0005-vl Luftverkehr


Kurs-Nr. Kursname13-J0-0006-ue Luftverkehr - Übung



ModulnameMaschinenakustik - Grundlagen I


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka

1 LerninhaltDer Stoff von Grundlagen 1 umfasst die Erläuterung/Anwendung akustischer Grundbegriffe (z.B. Fre-quenz, Schalldruck, Schallleistung, Schallintensität, Schallschnelle, Schallkennimpedanz, Pegel), Pegel-rechnung, Frequenzanalyse, akustische Filter- und Bewertungsfunktionen, maschinenakustische Grund-gleichung, Spiegelquellen und Interferenz, verschiedene Strahlerarten sowie verschiedene Methoden derSchallleistungsbestimmung


• Die verschiedenen, für die (technische) Akustik relevanten physikalischen Größen zu kennen unddie Definitionen und Unterschiede zu erklären sowie diese Größen in einander umzuformen undauseinander abzuleiten.

• Pegel von verschiedenen physikalischen/akustischen Größen berechnen und diverse Pegeloperatio-nen (Berechnung von Summenpegel, Differenzpegel, mittlerem Pegel usw.) durchzuführen.

• Die Grundzüge der Fourier-/Frequenzanalyse zu erklären und die Vor- und Nachteile verschiedenerDarstellungsarten von Frequenzspektren zu erkennen.

• Die verschiedenen akustischen Filter zu unterscheiden und aus gegebenen Schmalbandspektren diezugehörigen Terz- und Oktavspektren zu berechnen.

• Gezielt und sinnvoll akustische Bewertungsfunktionen (A-Bewertung, C-Bewertung, Z-Bewertung)anzuwenden und die Hintergründe für die Einführung dieser Bewertungen zu erklären.

• Die Ursachen für die Schallemission körperschallerregter Maschinenstrukturen physikalisch zu er-klären.

• Die Wirkkette von der dynamischen Anregung bis zur Luftschallabstrahlung anhand der maschinen-akustischen Grundgleichung zu erkennen.

• Den Einfluss und die Auswirkungen von sog. Spiegelquellen zu erkennen und ggf. bei der Auswertungvon akustischen Messungen zu berücksichtigen.

• Die verschiedenen Schallstrahlertypen und deren Charakteristiken zu erklären.• Unterschiedliche Messverfahren zur Schallleistungsbestimmung mit deren Vor- und Nachteilen zu

kennen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmekeine speziellen Vorkenntnisse, gute Kenntnisse in „Maschinendynamik“, "Mechanik/Physikßowie in "Ma-schinenlemente"hilfreich





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)WPB Master PST III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)


8 Literatur


umfangreiches Vorlesungsskript (2 Bände, ca. 1100 Seiten für „Maschinenakustik – Grundlagen 1+2“)gegen Unkostenerstattungzusätzliche empfohlene Lehrbücher:Kollmann, F.G.: „Maschinenakustik“, 2. Auflage, Springer-Verlag, 2000Kollmann, F.G., Schösser, T.F., Angert, R.: „Praktische Maschinenakustik“, Springer-Verlag, 2006Henn, H., Sinambari, G.R., Fallen, M.: „Ingenieurakustik“, 4. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2008Schirmer, W. (Hrsg.): „Technischer Lärmschutz“, 2. Auflage, Springer-Verlag, 2006Möser, M.: „Technische Akustik“, 9. Auflage, Springer-Verlag, 2012Müller, G., Möser, M. (Hrsg.): „Taschenbuch der Technischen Akustik“, 3. Auflage, Springer-Verlag, 2004Möser, M. (Hrsg.): „Messtechnik der Akustik“, Springer-Verlag, 2010Bies, D.A., Hansen, C.H.: „Engineering Noise Control: Theory and Practice“, 4. Auflage, 2009Vér, I.L., Beranek, L. L.: „Noise and Vibration Control Engineering“, 2. Auflage, John Wiley & Sons, 2005Rossing, T.D. (Hrsg.): „Springer Handbook of Acoustics“, Springer-Verlag, 2007.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-26-5070-vl Maschinenakustik - Grundlagen I



ModulnameMaschinenakustik - Grundlagen II



1 LerninhaltDer Stoff von Grundlagen 2 behandelt die physikalischen/mechanischen Wirkmechanismen bei der Ent-stehung von Luft- und Körperschall und deren quantitative Handhabung. Dabei werden entlang derSchallentstehungskette gemäß der sog. maschinenakustischen Grundgleichung sowohl die dynamischenErregerkräfte, die Körperschallübertragung als auch die Luftschallabstrahlung erläutert. Anhand dieserdrei Wirkmechanismen werden exemplarisch die wichtigesten konstruktiven Maßnahmen zur technischenLärmminderung abgeleitet und vorgestellt.


• Die physikalischen/mechanischen Wirkmechanismen bei der Entstehung von Luft- und Körperschallzu erklären.

• Geeignete Maßnahmen zur Reduzierung oder zeitlichen Veränderung der Anregungskräfte zu ergrei-fen.

• Den Körperschalltransfer qualitativ und quantitativ zu beschreiben.• Geeignete Maßnahmen wie Bedämpfungen, Versteifungen, Erhöhung der Eingangsimpedanz anzu-

wenden.• Den Verlustfaktor von Strukturen mit drei verschiedenen Verfahren zu bestimmen.• Den Abstrahlgrad von Strukturen berechnen oder überschlägig zu bestimmen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKenntnisse und Fertigkeiten aus ‚Maschinenakustik – Grundlagen I’





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)WPB Master PST III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)


8 Literatur


umfangreiches Vorlesungsskript (2 Bände, ca. 1100 Seiten für „Maschinenakustik – Grundlagen 1+2“)gegen Unkostenerstattungzusätzliche empfohlene Lehrbücher:Kollmann, F.G.: „Maschinenakustik“, 2. Auflage, Springer-Verlag, 2000Kollmann, F.G., Schösser, T.F., Angert, R.: „Praktische Maschinenakustik“, Springer-Verlag, 2006Henn, H., Sinambari, G.R., Fallen, M.: „Ingenieurakustik“, 4. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2008Schirmer, W. (Hrsg.): „Technischer Lärmschutz“, 2. Auflage, Springer-Verlag, 2006Möser, M.: „Technische Akustik“, 9. Auflage, Springer-Verlag, 2012Müller, G., Möser, M. (Hrsg.): „Taschenbuch der Technischen Akustik“, 3. Auflage, Springer-Verlag, 2004Möser, M. (Hrsg.): „Messtechnik der Akustik“, Springer-Verlag, 2010Bies, D.A., Hansen, C.H.: „Engineering Noise Control: Theory and Practice“, 4. Auflage, 2009Vér, I.L., Beranek, L. L.: „Noise and Vibration Control Engineering“, 2. Auflage, John Wiley & Sons, 2005Rossing, T.D. (Hrsg.): „Springer Handbook of Acoustics“, Springer-Verlag, 2007.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-26-5080-vl Maschinenakustik - Grundlagen II



ModulnameMechatronik und Assistenzsysteme im Automobil



1 LerninhaltElektrische Energieversorgung, Hybrid- und Wasserstoffantriebe; Mechatronischer Triebstrang; Mechatro-nische Brems- und Lenksysteme; Fahrer- und Fahrerassistenzmodelle; Messverfahren der Sensorik; Fahrdy-namiksensoren; Umgebungssensoren; infrastrukturabhängige Sensoren; Aktorik Motor, Bremse und Len-kung; Längsführungsassistenz; Querführungsassistenz; Informations- und Warnsysteme; Aktive Kollisions-schutzsysteme; Aktive und passive Sicherheit; Navigation und Telematik; Zukunft der Fahrerassistenzsys-teme


• Die Anforderungen an die elektrische Energieversorgung eines Fahrzeugs zu nennen und den Aufbauund die Wirkprinzipien der Hauptkomponente zu erklären.

• Die Prinzipien verschiedener Arten von Hybridantrieben sowie die prinzipielle Funktionsweise einerBrennstoffzelle zu erklären.

• Qualifiziert über die zukünftigen Antriebe und die Energiebereitstellung zu diskutieren.• Wirkungsprinzipien aktiver und mechatronischer Radaufhängungselemente sowie mechatronischer

Triebstrang-, Brems- und Lenksysteme zu erläutern.• Fahrerassistenzsysteme hinsichtlich der Klasse und Wirkungsweise einzuordnen.• Die besonderen Schwierigkeiten der Umfelderfassung anzugeben und deren Folgen für die Nutzung

zu erläutern.• Die Wirkkette der Sensoren von Detektion über Wahrnehmung bis Umweltrepräsentation für Ultra-

schall, Radar, Lidar und Video aufzuzeigen.• Die Grundfunktionen und die Funktionsgrenzen für automatisch agierende FAS und Kollisionsschutz-

systeme zu erläutern.• Nutzen und Wirkungsweise von Kraftfahrzeug-Sicherheitssystemen zu veranschaulichen, den Her-

gang eines Unfalls zu beschreiben und die Grundzüge eines Crashtests aufzuzeigen.• Die Grundfunktion der für die Navigation im Fahrzeug notwendigen Module zu veranschaulichen

und eine Diskussion zum Stand und der Aussicht von Verkehrstelematiksystemen und Assistenzsys-temen qualifiziert zu führen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKraftfahrzeugtechnisches Grundlagenwissen





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)WI/MB, MSc Traffic&Transport, (Vertiefungsmodul FB16, ggf. Auflage), Master Mechatronik, MSc. Infor-matik (Anwendungsfach Fahrzeugtechnik, Spezialisierung)


8 Literatur


Skriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-27-5040-vl Mechatronik und Assistenzsysteme im Automobil


Kurs-Nr. Kursname16-27-5040-ue Mechatronik und Assistenzsysteme im Automobil



ModulnameForschungsseminar Fahrzeugtechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-27-5100 4 CP 120 h 120 h 1 Jedes Sem.


1 LerninhaltAktuelle Aufgabenstellungen aus dem Fokus der anbietenden Fachgebiete und deren Randgebiete

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDer Student beherrscht die Grundlagen der wissenschaftlichen Arbeitsweise. Er kann sich selbstständigZugang zu einem für ihn neuen Thema verschaffen und notwendige Informationen aus Datenbanken,Bibliotheken und von Dritten beschaffen. Der Student ist in der Lage, die ihm gestellte Aufgabe zu struk-turieren und zeitlich zu organisieren. Neben der fachlichen Qualifikation in dem von ihm erarbeitetemThema ist er in der Lage, die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form wissenschaftlich korrekt zupräsentieren sowie Themenbeiträge anderer Teilnehmer fachlich kritisch zu debattieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSpezifische Voraussetzungen werden vom anbietenden Fachgebiet bei der Aufgabenstellung angegeben







8 Literaturabhängig vom Themengebiet; wird vom Fachgebiet bekannt gegeben

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-27-5100-fs Forschungsseminar Fahrzeugtechnik

Dozent Lehrform SWSForschungsseminar0


ModulnameGrundlagen der Adaptronik



1 LerninhaltDefinitionen smarte passive, adaptive und aktive Systeme; multifunktionale Werkstoffe; Piezokeramiken,Formgedächtnismaterialien, elektro- und magnetorheologische Flüssigkeiten; dielektrische Polymere; Ak-torkonzepte; smarte Dämpfer, adaptive Tilger, Inertialmassenaktoren, aktive Lagerungen; Entwurfsverfah-ren; Konstruktionsprinzipien; Prinzipien der Schwingungsminderung; Rückführungen, elektromechanischeAnalogie, Shunt Damping; Anwendungen


• Mechatronische und adaptronische Systeme zu analysieren.• Prinzipien der Schwingungskontrolle und die Wirkweise und die erweiterten Möglichkeiten durch

adaptronische Systeme zu erklären und Lösungskonzepte zu bewerten und abzuleiten.• Physikalische Prinzipien und Eigenschaften von Wandlerwerkstoffen wie Piezokeramiken, Formge-

dächtnismaterialien oder elektro- und magnetorheologischen Fluiden, Einsatzmöglichkeiten und Li-mitationen zu analysieren und für bestimmte Randbedingungen geeignet auszuwählen.

• Smarte Aktoren zur Schwingungskontrolle zu erklären und auf ausgewählte Randbedingungen zuübertragen.

• Anwendungsmöglichkeiten von smarten Struktursystemen inklusive Limitationen zu evaluieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSchwingungstechnik





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)Master Mechatronik


8 LiteraturVorlesungsfolienFuller, C., Elliot, S., Nelson, P.: Active Control of Vibration. London: Academic Press 1996Hansen, C.H. , Snyder, S.D.: Active Control of Noise and Vibration, London: E&FN Spon 1997Ruschmeyer, K., u.a.: Piezokeramik. Rennigen-Malmsheim: expert verlag 1995Utku, S.: Theory of Adaptive Structures, Boca Raton: CRC Press LLC 1998Duerig, T.W.: Engineering Aspects of Shape Memory Alloys, London, Butterworth-Heinemann, 1990

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-26-5030-vl Grundlagen der Adaptronik



ModulnameTrends der Kraftfahrzeugentwicklung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-27-5030 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr. rer. nat. Hermann Winner

1 LerninhaltGlobale Mobilität; Entwicklungstendenzen; Aktuelle Forschungsthemen des Fachgebiets: System und Funk-tionsentwicklung in der Fahrerassistenz; Fahrdynamikregelung; Motorradforschung, Testanforderungenund Funktionale Sicherheit; Bremsenforschung; Fahrsimulatoren


• Aktuelle Forschungsprojekte und zukunftsweisende Technologien in den Bereichen Fahrwerk undFahrwerkskomponenten, Fahrerassistenzsysteme, Motorräder, Funktionale Sicherheit, Bremsenfor-schung sowie Fahrsimulatoren fachlich qualifiziert zu diskutieren.

• Die aktuellen Entwicklungen in diesen Bereichen zu benennen.• Die Grenzen und Möglichkeiten verschiedener Ansätze einzuschätzen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeErweitertes kraftfahrzeugtechnisches Grundlagenwissen, erworben durch die Teilnahme an „Fahrdynamikund Fahrkomfort“ oder "Mechatronik und Assistenzsysteme im Automobil"





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)Master Mechatronik, MSc. Informatik (Anwendungsfach Fahrzeugtechnik, Spezialisierung), MSc Traf-fic&Transport, (Vertiefungsmodul FB16, ggf. Auflage)


8 LiteraturSkriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-27-5030-vl Trends der Kraftfahrzeugentwicklung



ModulnameFahrdynamik und Fahrkomfort



1 LerninhaltLängs- und Querdynamik; Reifeneinfluss auf die Kraftfahrzeugdynamik; Fahrdynamikregelung; Radaufhän-gung und Achskinematik; Schwingungen und Akustik; Fahrdynamiktests und Fahrverhalten Modellbildungvon Reifen, Rad, viertel Fahrzeug sowie Fahrzeug Längs- und Querdynamik.


• Die Längsdynamik (Beschleunigungs- und Verzögerungsvermögen und maximale Fahrgeschwindig-keit) eines Kraftfahrzeugs abhängig von Fahr- und Reibwertbedingungen und der konstruktiven Aus-legung der Bremse und des Antriebsstrang abzuleiten.

• Die Grundgleichungen der Querdynamik mit den wesentlichen Bewegungs- und Kraftgrößen desEinspurmodells anzuwenden und das Verhalten bei stationärer Kreisfahrt und bei Lastwechsel in derKurve qualitativ zu beschreiben und zu bewerten.

• Eine fachlich kompetente Diskussion über Maßnahmen zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltenszu führen.

• Die Übertragung von Seitenkräften zwischen Reifen und Fahrbahn zu erläutern und das Zusammen-spiel von Längs- und Seitenkraft zu diskutieren.

• Die Bedeutung des Reifens für die Fahrzeug-Vertikaldynamik zu veranschaulichen.• Die im ESP angewandten grundlegenden Schätz- und Regelverfahren zu begründen und deren Be-

deutung in der Fahrdynamikregelung zu erläutern.• Die Auswirkungen der Kinematik der Radaufhängung auf das Fahrverhalten zu erläutern, die Achski-

nematik zu beschreiben, die Position von Wank- und Nickzentrum zu bestimmen und die Aufteilungder Kraftabstützung zu skizzieren.

• Die im Fahrzeug auftretenden Schwingungen, die Ursachen für deren Erzeugung und die Bedeutungder Lage der einzelnen Eigenfrequenzen zu erläutern.

• Die Komfortgrößen und ihre Beurteilungsmaßstäbe zu nennen.• Stationäre und instationäre Fahrversuche zur Beurteilung des Fahrverhaltens zu nennen und Rück-

schlüsse aus den Ergebnissen von Fahrversuchen auf das Fahrverhalten zu ziehen.• Die Theorie von Reifen, Rad, Viertelfahrzeug sowie Längs- als auch Querdynamik des Fahrzeugs als

Modell darzustellen und die Ergebnisse der Simulation fachlich kompetent zu diskutieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKraftfahrzeugtechnisches Grundlagenwissen, Grundkenntnisse dynamischer (schwingungsfähiger) Syste-me





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)WI/MB, MSc Traffic&Transport, (Vertiefungsmodul FB16, ggf. Auflage), Master Mechatronik, MSc. Infor-matik (Anwendungsfach Fahrzeugtechnik, Spezialisierung)

7 Notenverbesserung nach §25 (2)


Nein

8 LiteraturSkriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-27-5020-vl Fahrdynamik und Fahrkomfort


Kurs-Nr. Kursname16-27-5020-ue Fahrdynamik und Fahrkomfort



ModulnameVerbrennungskraftmaschinen II



1 Lerninhalt• Motorelektronik: Aufgaben, Aufbau und Struktur, Aktuatoren und Sensoren, Grundfunktionen, Be-

datung, Zugang• Entflammung und Verbrennung von Kohlenwasserstoffen: Kinetische Gastheorie, Entflammung und

Verbrennung, Zusammenhang zwischen Druck und Brennverlauf, Wirkungsgrade, normale Verbren-nung (Otto / Diesel), abnormale Verbrennung, Brennraumform und Brennverfahren

• Abgas: Abgaskomponenten, Schädlichkeit, Entstehung, Einfluß des Betriebspunktes, Reduktion dermotorisschen Abgas, Abgasnachbehandlung, Messsysteme, Testverfahren

• Ladungswechsel: Einfluß des Ladungswechsels, Steuerungsorgane, Nockenwellentriebe, Auslegungdes Ladungswechsels, variable Ventilsteuerung, spezielle Ventiltriebe

• Aufladung: Eigenschaften und Vorteile, Möglichkeiten, Auslegungskriterien, mehrstufige Aufladung,ausgeführte Varianten

• Geräusch: Grundsätzliches, Geräuschquellen, Maßnahmen, gesetzliche Bestimmungen• Hybrid: Grundlagen, Hybridfunktionen, Einteilung, Komponenten, Herausforderungen, Entwick-

lungsmethoden und Zertifizierung, ausgeführte Varianten• Indizierung: Messkette, Druckmessung, Bestimmung des Zylindervolumens, Auswertung, Heizver-

läufe, charakteristische Ergebnisse• Design of Experiments


• Die Differenziertheit der Arbeitsweisen von Verbrennungsmotoren zu erklären und die Prozesse theo-retisch zu beschreiben.

• Brennräume in Kenntnis des Zusammenhangs von Brennraumform, Brennverfahren und Entflam-mung zu gestalten.

• Die Entstehung von Emissionen (Abgas, Geräusch) durch Motoren zu umschreiben und deren Ver-meidung zu beschreiben.

• Den Ladungswechsel bei Verbrennungsmotoren zu erklären und Varianten zu identifizieren als Basisum Motoren weiterzuentwickeln.

• Die Bedeutung der Aufladung und der unterschiedlichen Varianten zu erkennen.• Die Hybridtechnologie zu erklären.• Spezifische Messverfahren im Bereich der Motorenoptimierung (Indizierung, Design of Experiments)

wiederzugeben.






6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)Master Mechatronik



Nein

8 LiteraturVKM II - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-03-5020-vl Verbrennungskraftmaschinen II



ModulnameKonstruktion im Motorenbau II



1 LerninhaltMotorschmierung: Aufgaben, Schmiersysteme, Ölpumpen, Ölfilter und Ölkreislauf, Schäden.Luftfilter und Ansaugsysteme: Aufgaben, Luftfilter, Ansaugsysteme.Motorkühlung: Kühlungsarten, Bauteile.Abgasanlagen: Aufgaben, Schalldämpfer, Abgasnachbehandlung, Beanspruchung.Regler: Aufgaben, Funktionsweise, Fliehkraftregler, Vollastanschlag.Reiheneinspritzpumpe: Aufgaben, Förderpumpe, Funktion der Pumpenelemente, Unterschiede zur Vertei-lereinspritzpumpe.Verteilereinspritzpumpe: Aufgaben, Funktionen.Radialkolbenverteilereinspritzpumpe: Aufgaben, Funktionen.Pumpe-Düse-System: Aufgaben, Pumpe-Düse, Pumpe-Leitung-Düse.Common Rail: Aufgaben, Funktionen.Aufladung: Aufgaben, unterschiedliche Systeme, Funktion der Systeme, Vor- und Nachteile.


• Die Systeme (Kühlsystem, Schmierungssysteme, Aufladesysteme etc.) eines Verbrennungsmotors hin-sichtlich der Funktionsweise, der Aufgaben und den Anforderungen zu beschreiben.

• Die konstruktive Auslegung von Systemen zu beschreiben.• Unterschiedliche Konstruktionen zu vergleichen und zu bewerten.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeVKM I und II werden empfohlen





6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)Master Mechatronik


8 LiteraturKonstruktionen II - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-03-5060-vl Konstruktion im Motorenbau II



ModulnameSystemzuverlässigkeit im Maschinenbau



1 LerninhaltGrundbegriffe, Kenngrößen und Standards der Zuverlässigkeitsanalyse; Grundlagen der Statistik, derWahrscheinlichkeitstheorie, der Verteilungsfunktionen und des Hypothesentests; grafische und rechneri-sche Zuverlässigkeitsanalyse; Wechselwirkung von Belastung und Belastbarkeit; Planung von Zuverlässig-keitstest und Stichprobengenerierung.


• Zuverlässigkeitstest zu planen und durchzuführen.• Zuverlässigkeitsdaten aus Experimenten zu bestimmen, zu analysieren und darzustellen.• Die statistischen Zusammenhänge der Wechselwirkung von Belastung und Belastbarkeit in Bezug auf

die Beurteilung der Zuverlässigkeit zu deuten.• Eine graphische Zuverlässigkeitsanalyse anhand eines Weibullnetzes durchzuführen.• Statistische Schätzer zur rechnerischen Zuverlässigkeitsanalyse problembezogen anzuwenden.• Die jeweils geeignete Analyseform für ein definiertes Problem anhand der erlernten Vor- und

Nachteile grafischer und rechnerischer Zuverlässigkeitsanalysen auszuwählen.






6 Verwendbarkeit des ModulsWP Bachelor MPE


8 LiteraturVorlesungsskript „Zuverlässigkeit im Maschinenbau“Bertsche, B., Lechner, G.: Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau, Springer-Verlag, 2004class notes „Reliability in Mechanical Engineering“O’Connor, P.D.T.: Practical Reliability Engineering, 4. Edition, Wiley, 2002

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-26-5010-vl Systemzuverlässigkeit im Maschinenbau



ModulnameEchtzeitsysteme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-2020 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe


1 LerninhaltDie Vorlesung Echtzeitsysteme befasst sich mit einem Softwareentwicklungsprozess, der speziell auf dieSpezifika von Echtzeitsystemen zugeschnitten ist. Dieser Softwareentwicklungsprozess wird im weiterenVerlauf während der Übungen in Ausschnitten durchlebt und vertieft. Der Schwerpunkt liegt dabei aufdem Einsatz objektorientierter Techniken. In diesem Zusammenhang wird ein echtzeitspezifisches State-of-the-Art CASE-Tool vorgestellt und eingesetzt. Des weiteren werden grundlegende Charakteristika vonEchtzeitsystemen und Systemarchitekturen eingeführt. Auf Basis der Einführung von Schedulingalgorith-men werden Einblicke in Echtzeitbetriebssysteme gewährt. Die Veranstaltung wird durch eine Gegenüber-stellung der Programmiersprache Java und deren Erweiterung für Echtzeitsysteme (RT-Java) abgerundet.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudenten, die erfolgreich an dieser Veranstaltung teilgenommen haben, sollen in der Lage sein, modellba-sierte (objektorientierte) Techniken zur Entwicklung eingebetteter Echtzeitsysteme zu verwenden und zubewerten. Dazu gehören folgende Fähigkeiten:

• Systemarchitekturen zu bewerten und Echtzeitsysteme zu klassifizieren• selbständig ausführbare Modelle zu erstellen und zu analysieren• Prozesseinplanungen anhand üblicher Schedulingalgorithmen durchzuführen• Echtzeitprogrammiersprachen und -Betriebssysteme zu unterscheiden, zu bewerten und einzusetzen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkennntisse des Software-Engineerings sowie Kenntnisse einer objektorientierten Programmierspra-che





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, BSc iST, MSc Wi-ETiT, BSc Informatik


8 Literaturwww.es.tu-darmstadt.de/lehre/es/

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-2020-vl Echtzeitsysteme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Andreas Schürr Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-su-2020-ue Echtzeitsysteme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Andreas Schürr Übung 1


http://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/es/

ModulnameGrundlagen der Schienenfahrzeugtechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2050 3 CP 90 h 45 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 LerninhaltAus dem umfassenden und interdisziplinären Wissensgebiet der Eisenbahntechnik (Fahrzeugtechnik,Signal- und Sicherungstechnik, Bauingenieurwesen und Eisenbahnbetriebstechnik) greift die Vorlesungden Bereich der Fahrzeugtechnik mit dem Schwerpunkt des Mechanteils heraus. Sie bietet dem Ingenieureinen zusammenhängenden Einstieg in ausgewählte Kapitel des Engineerings von Schienenfahrzeugen mitbesonderen Schwerpunkten in den eisenbahnspezifischen technischen Lösungen und Verfahren. Die Vorle-sung gliedert sich in 7 Kapitel, wobei die Kapitel 1-4 theoretische Grundlagenthemen und die Kapitel 5-7wesentliche Komponenten des Schienenfahrzeugs vertieft behandeln.Im Rahmen einer eintägigen Exkursion besteht die Möglichkeit, Einblicke in die Fertigung moderner Schie-nenfahrzeuge zu erhalten. Die Teilnahme ist freiwillig.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseVerständnis der mechanischen und maschinenbaulichen Grundlagen moderner Schienenfahrzeuge.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeBachelor-Abschluss Elektrotechnik oder Mechatronik oder Maschinenbau





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc EPE, MSc WI-ETiT


8 LiteraturDetailliertes Skript; Filipovic, Z: Elektrische Bahnen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995. Obermayer, H.J.:Internationaler Schnellverkehr.Franckh-Kosmos, Stuttgart, 1994

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2050-vl Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik

Dozent Lehrform SWSDr.-Ing. Gerd Meyer Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2050-ek Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik (Exkursion)

Dozent Lehrform SWSDr.-Ing. Gerd Meyer Exkursion 1


ModulnameLichttechnik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kh-2010 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Khanh Quoc Tran

1 LerninhaltBau und Wirkungsweise des menschlichen Auges, Grundgrößen der Lichttechnik, Photometrie, lichttechni-sche Stoffkennzahlen, lichttechnische Bauelemente: Filter, Physiologie des Sehens, Farbe, Grundlagen derLichterzeugung.Messungen von Lichtstrom, Lichtstärke, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte, Bestimmung der Hellempfind-lichkeitsfunktion, Farbmetrik, Farbwiedergabeversuch, Farben im Verkehrsraum, Messung von Stoffkenn-zahlen, Eigenschaften von LED-Lichtquellen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEinheiten der Lichttechnik und lichttechnische Stoffkennzahlen nennen und in Zusammenhang bringen,Bau und Wirkungsweise des menschlichen Auges und die Physiologie des Sehens erläutern, Lichterzeu-gung, lichttechnische Messmethoden und Anwendungen beschreiben.Messungen an lichttechnischen Grundgrößen durchführen, Kenntnisse von Lichtquellen anwenden unddurch Versuche vertiefen , Verständnis für Licht und Farbe entwickeln



• Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Dauer: 30 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)



8 LiteraturSkript zur Vorlesung: Lichttechnik IVersuchsanleitungen zum Praktikum: Lichttechnik I

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kh-2010-vl Lichttechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Khanh Quoc Tran Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-kh-2010-pr Lichttechnik I

Dozent Lehrform SWSPD Dr.-Ing. Peter Zsolt Bodrogi Praktikum 2


ModulnameLichttechnik II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kh-2020 5 CP 150 h 90 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Khanh Quoc Tran

1 LerninhaltAusgewählte Kapitel der Lichttechnik – Aktuelle Entwicklungen und Anwendungen: Straßenbeleuchtung,Physiologie – Detektion / Blendung / Licht und Gesundheit, LED: Erzeugung weißer Strahlung / Stand derTechnik, moderne Lichtmesstechnik, Innenraumbeleuchtung, Displaytechnologien, nichtvisuelle Lichtwir-kungen, UV-Anwendungen, KFZ.Beleuchtung, Solarmodule

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseAktuelle Entwicklungen und Anwendungen kennen, lichttechnische Messmethoden und Anwendungen be-schreiben können.Messungen an lichttechnischen Grundgrößen durchführen können, Kenntnisse von Lichtquellen und wei-teren Anwendungen verwenden und durch Versuche vertiefen können, Verständnis für Licht, Farbe, Wahr-nehmung und Beleuchtungssituationen entwickeln

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeLichttechnik I







8 LiteraturVersuchsanleitungen zum Praktikum: Lichttechnik II

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kh-2020-vl Lichttechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Khanh Quoc Tran Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-kh-2020-pr Lichttechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Khanh Quoc Tran Praktikum 2


ModulnameMicroprocessor Systems

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ho-2040 4 CP 120 h 75 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann

1 LerninhaltMikroprozessorarchitekturen, DSP-Architekturen und hardwarenahe Programmierung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung1. einen Überblick über die Grundlagen der Rechnerarithmetik und der verschiedenen Prozessorklassen(RISC, CISC, Mikrocontroller, CPU, DSP) reflektieren,2. die zentralen Bausteine und Blöcke einer CPU verstehen,3. die Eigenschaften der notwendigen Datenspeicher (Halbleiterspeicher), Input/Output Blöcke bzw. Buss-trukturen (USB, PCI, RS232) verstehen,4. die gängigsten Interrupt- und Trapmechanismen verstehen,5. die wichtigsten Entwicklungsmethoden von Software für Mikrorechner (Assembler, Pseudooperationen,Makros, Unterprogramme) kennenlernen,6. die wichtigsten Grundlagen des hardwarenahen Programmierens in der Programmiersprache C verste-hen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen Computerarchtekturen





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc Wi-ETiT, MSc iCE, MSc iST, MSc MEC, MSc EPE


8 LiteraturSkriptum

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ho-2040-vl Microprocessor Systems

Dozent Lehrform SWSDr.-Ing. Matthias Rychetsky Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-ho-2040-ue Microprocessor Systems

Dozent Lehrform SWSDr.-Ing. Matthias Rychetsky Übung 1


ModulnameNeue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2040 4 CP 120 h 75 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 LerninhaltZiel: Der Einsatz neuer Technologien, nämlich Supraleitung, magnetische Schwebetechniken und magneto-hydrodynamische Wandlerprinzipien, werden den Studentinnen und Studenten nahegebracht. Die prinzipi-elle physikalische Wirkungsweise, ausgeführte Prototypen und der aktuelle Stand der Entwicklung werdenausführlich erläutert. Inhalt:Anwendung der Supraleiter für elektrische Energiewandler:

• rotierende elektrische Maschinen (Motoren und Generatoren)• Magnetspulen für die Fusionsforschung,• Lokomotiv- und Bahntransformatoren,• magnetische Lagerung.

Aktive magnetische Lagerung („magnetisches Schweben“):• Grundlagen der magnetischen Schwebetechnik,• Lagerung von Hochdrehzahlantrieben im kW- bis MW-Bereich,• Einsatz für Hochgeschwindigkeitszüge mit Linearantrieben.

Magnetohydrodynamische Energiewandlung:• Physikalisches Wirkprinzip,• Stand der Technikund Perspektiven.

Fusionsforschung:• Magnetfeldanordnungen für den berührungslosenPlasmaeinschluß,• Stand der aktuellen Forschung.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseBasiskenntnisse zur energietechnischen Anwendung der Supraleitung und des magnetischen Schwebens,der magnetohydrodynamischen Energiewandlung und der Fusionstechnologie werden verstanden und ihreaktuellen Anwendungen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmePhysik, Eelektrische Maschinen und Antriebe, Energietechnik





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc EPE, MSc ETiT, MSc MEC, MSc WI-ETiT


8 LiteraturAusführliches Skript; Komarek, P.: Hochstromanwendungen der Supraleitung, Teubner, Stuttgart, 1995Buckel, W.: Supraleitung, VHS-Wiley, Weinheim, 1994Schweitzer, G.; Traxler, A.; Bleuler, H.: Magnetlager, Springer, Berlin, 1993Schmidt, E.: Unkonventionelle Energiewandler, Elitera, 1975


Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2040-vl Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2040-ue Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Übung 1


ModulnameRechnersysteme II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-hb-2030 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Christian Hochberger

1 Lerninhalt• Konfigurierbare Technologien• FPGA-Architekturen und Eigenschaften• System-On-Chip, HW-Komponenten, SW-Tool-Chain, Support-SW• Coarse Grained Reconfigurable Architectures, PE-Architektur, Modulo-Scheduling

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach Abschluss des Moduls kennen die Studierenden rekonfigurierbare Technologien und Chip-Architekturen, die diese verwenden (FPGAs und CGRAs). Sie können die passende Technologie für kon-krete Anwendungen auswählen. Sie wissen, welche Komponenten zu einem System-on-Chip gehören, undkönnen ein anwendungsspezifisches SoC konfigurieren und programmieren. Studierende können rechen-intensive Anwendungen auf ein CGRA abbilden und kennen die Einschränkungen und Hürden bei derAbbildung.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSolide Grundkenntnisse der Digitaltechnik und der Rechnerarchitektur (wie sie z.B. in den Vorlesungen “Lo-gischer Entwurf” und “Rechnersysteme I” erworben werden. Grundkenntnisse in der ProgrammierspracheC sollten vorhanden sein.





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc iST, MSc iCE, MSc Wi-ETiT


8 LiteraturDie Folien zur Vorlesung können über Moodle heruntergeladen werden.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-hb-2030-vl Rechnersysteme II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-hb-2030-ue Rechnersysteme II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger Übung 1


ModulnamePraktikum Regelungstechnik II



1 LerninhaltIn diesem Praktikum werden die Grundlagen der folgenden Versuche erarbeitet und anschließend durchge-führt und dokumentiert: Verkoppelte Regelung eines Helikopters, Nichtlineare Regelung eines Gyroskops,Nichtlineare Mehrgrößenregelung eines Flugzeugs, Regelung von Servoantrieben, Regelung einer Verlade-brücke, Speicherprogrammierbare Steuerung eines Mischprozesses

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung:

• die Grundlagen der Versuche nennen,• sich mit Hilfsmaterial in ein neues Themengebiet einarbeiten,• Versuchsaufbauten nach Anleitung zusammenstellen,• Experimente durchführen,• die Relevanz der Versuchsergebnisse bezüglich ihrer Vergleichbarkeit mit theoretischen Vorhersagen

einschätzen,• die Versuchsergebnisse protokollieren und präsentieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSystemdynamik und Regelungstechnik II, der parallele Besuch der Veranstaltung Systemdynamik und Re-gelungstechnik III wird empfohlen


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Dauer: 180 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc iST, MSc Wi-ETiT, Biotechnik


8 LiteraturAdamy: Versuchsanleitungen (erhältlich am Einführungstreffen)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2060-pr Praktikum Regelungstechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jürgen Adamy Praktikum 4


ModulnameSoftware-Engineering - Einführung



1 LerninhaltDie Lehrveranstaltung bietet eine Einführung in das gesamte Feld der Softwaretechnik. Alle Hauptthemendes Gebietes, wie sie beispielsweise der IEEE „Guide to the Software Engineering Body of Knowledge“ auf-führt, werden hier betrachtet und in der not-wendigen Ausführlichkeit untersucht. Die Lehrveranstaltunglegt dabei den Schwer-punkt auf die Definition und Erfassung von Anforderungen (Requirements Enginee-ring, Anforderungs-Analyse) sowie den Entwurf von Softwaresystemen (Software-Design). Als Modellie-rungssprache wird UML (2.0) eingeführt und verwendet. Grundlegende Kenntnisse der objektorientiertenProgrammierung (in Java) werden deshalb vorausge-setzt.In den Übungen wird ein durchgängiges Beispiel behandelt (in ein technisches System eingebettete Soft-ware), für das in Teamarbeit Anforderungen aufgestellt, ein Design festgelegt und schließlich eine prototy-pische Implementierung realisiert wird.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Lehrveranstaltung vermittelt an praktischen Beispielen und einem durchgängigen Fallbeispiel grund-legende Software-Engineering-Techniken, also eine ingenieurmäßige Vorgehensweise zur zielgerichtetenEntwicklung von Softwaresystemen. Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sollen die Studierenden inder Lage sein, die Anforde-rungen an ein Software-System systematisch zu erfassen, in Form von Model-len präzise zu dokumentieren sowie das Design eines gegebenen Software-Systems zu verstehen und zuverbessern.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmesolide Kenntnisse einer objektorientierten Programmiersprache (bevorzugt Java)





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc iST, BSc Wi-ETiT


8 Literaturwww.es.tu-darmstadt.de/lehre/se-i-v/

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-1010-vl Software-Engineering - Einführung


Kurs-Nr. Kursname18-su-1010-ue Software-Engineering - Einführung



http://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/se-i-v/

ModulnameSoftware-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung



1 LerninhaltDie Lehrveranstaltung vertieft Teilthemen der Softwaretechnik, welche sich mit der Pflege und Wei-terentwicklung und Qualitätssicherung von Software beschäftigen. Dabei werden diejenigen Hauptthe-men des IEEE „Guide to the Software Engineering Body of Knowledge“ vertieft, die in einführendenSoftwaretechnik-Lehrveranstaltungen nur kurz angesprochen werden. Das Schwergewicht wird dabei auffolgende Punkte gelegt: Softwarewartung und Reengineering, Konfigurationsmanagement, statische Pro-grammanalysen und Metriken sowie vor allem dynamische Programmanalysen und Laufzeittests. In denÜbungen wird als durchgängiges Beispiel ein geeignetes Öpen SourceProjekt ausgewählt. Die Übungs-teilnehmer untersuchen die Software des gewählten Projektes in einzelnen Teams, denen verschiedeneTeilsysteme des betrachteten Gesamtsystems zugeordnet werden.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Lehrveranstaltung vermittelt an praktischen Beispielen und einem durchgängigen Fallbeispiel grundle-gende Software-Wartungs- und Qualitätssicherungs-Techniken, also eine ingenieurmäßige Vorgehensweisezur zielgerichteten Wartung und Evolution von Softwaresystemen. Nach der Lehrveranstaltung sollte einStudierender in der Lage sein, die im Rahmen der Softwarewartung und -pflege eines größeren Systemsanfallenden Tätigkeiten durchzuführen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf Techniken zur Verwaltungvon Softwareversionen und –konfigurationen sowie auf das systematische Testen von Software gelegt. Inder Lehrveranstaltung wird zudem großer Wert auf die Einübung praktischer Fertigkeiten in der Auswahlund im Einsatz von Softwareentwicklungs- Wartungs- und Testwerkzeugen verschiedenster Arten sowieauf die Arbeit im Team unter Einhaltung von vorher festgelegten Qualitätskriterien gelegt.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen der Softwaretechnik sowie gute Kenntnisse objektorientierter Programmiersprachen (insbe-sondere Java).





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc iST, MSc Wi-ETiT, Informatik


8 Literaturwww.es.tu-darmstadt.de/lehre/se_ii/

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-2010-vl Software-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung


Kurs-Nr. Kursname18-su-2010-ue Software-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung



http://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/se_ii/

ModulnameOptimierung statischer und dynamischer Systeme


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Oskar Stryk

1 LerninhaltOptimierung statischer Systeme:- nichtlineare Optimierung ohne und mit Nebenbedingungen, notwendige Bedingungen- numerische Newton-Typ- und SQP-Verfahren- nichtlineare kleinste Quadrate- gradientenfreie Optimierungsverfahren- praktische Aspekte wie Problemformulierung, Approximation von Ableitungen, Verfahrensparameter, Be-wertung einer berechneten LösungOptimierung dynamischer Systeme:- Parameteroptimierungs- und Schätzprobleme- optimale Steuerungsprobleme- Maximumprinzip und notwendige Bedingungen- numerische Verfahren zur Berechnung optimaler Trajektorien- optimale Rückkopplungssteuerung- linear-quadratischer RegulatorAnwendungen und Fallstudien aus den Ingenieurwissenschaften und der RobotikTheoretische und praktische Übungen sowie Programmieraufgaben zur Vertiefung der Fachkenntnisse undmethodischen Fähigkeiten

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende besitzen nach erfolgreicher Teilnahme grundlegende Kenntnisse und methodische Fähigkeitender Konzepte und Berechnungsverfahren der Optimierung statischer und dynamischer Systeme und derenAnwendungen bei Optimierungsaufgaben in den Ingenieurwissenschaften.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmegrundlegende mathematische Kenntnisse und Fähigkeiten in Linearer Algebra, Analysis mehrerer Verän-derlicher und Grundlagen gewöhnlicher Differentialgleichungen


• [20-00-0186-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)


• [20-00-0186-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)




In dieser Vorlesung findet eine Anrechnung von vorlesungsbegleitenden Leistungen statt, die lt. §25 (2)der 5. Novelle der APB und den vom FB 20 am 30.3.2017 beschlossenen Anrechnungsregeln zu einerNotenverbesserung um bis zu 1.0 führen kann.

8 Literatur- vorlesungsbegleitende Folienzu einzelnen Themen der Lehrveranstaltung:- J. Nocedal, S.J. Wright: Numerical Optimization, Springer- C.T. Kelley: Iterative Methods for Optimization, SIAM Frontiers in Applied Mathematics- L.M. Rios, N.V. Sahinidis: Derivative-free optimization: a review of algorithms and comparison of softwareimplementations, Journal of Global Optimization (2013) 56:1247-1293- A.E. Bryson, Y.-C. Ho: Applied Optimal Control: Optimization, Estimation and Control, CRC Press- J.T. Betts: Practical Methods for Optimal Control and Estimation Using Nonlinear Programming, SIAMAdvances in Design and Control

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname20-00-0186-iv Optimierung statischer und dynamischer Systeme

Dozent Lehrform SWSIntegrierte Ver-anstaltung

6


ModulnameArchitekturen und Entwurf von Rechnersystemen


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. phil. nat. Marc Fischlin

1 Lerninhalt- Technologische Grundlagen und Trends der Mikroelektronik- Entwurfsflüsse für mikroelektronische Systeme- Beschreibung von Hardware-Systemen- Charakteristika von Rechnersystemen- Architekturen für parallele Ausführung- Speichersysteme- Heterogene Systems-on-Chip- On-Chip und Off-Chip Kommunikationsstrukturen- Aufbau eingebetteter Systeme, z.B. im Umfeld von Cyber-Physical Systems

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende kennen nach erfolgreichem Besuch der Veranstaltung funktionale und nichtfunktionale An-forderungen an heterogene diskrete und integrierte Rechnersysteme. Sie verstehen Techniken zum Aufbausolcher Systeme und können Entwurfsverfahren und -werkzeuge anwenden, um selbständig mit Hilfe derTechniken Rechner(teil)systeme zu konstruieren, die gegebene Anforderungen erfüllen. Sie können dieQualität der Systeme in verschiedenen Gütemaßen bewerten.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeEmpfohlen:Erfolgreicher Besuch der Vorlesungen „Digitaltechnik“ und „Rechnerorganisation“ bzw. entsprechendeKenntnisse aus anderen Studiengängen





6 Verwendbarkeit des ModulsB.Sc. InformatikB.Sc. WirtschaftsinformatikB.Sc. Psychologie in ITJoint B.A. InformatikB.Sc. Sportwissenschaft und InformatikB.Sc. InformationssystemtechnikKann im Rahmen fachübergreifender Angebote auch in anderen Studiengängen verwendet werden.


8 LiteraturLiteraturempfehlungen werden kontinuierlich aktualisiert, Beispiele für verwendete Literatur könnten sein:Nikhil/Czeck: Bluespec by ExampleArvind/Nikhil/Emer/Vijayaraghavan: Computer Architecture: A Constructive ApproachHennessy/Patterson: Computer Architecture – A Quantitative ApproachCrockett/Elliott/Enderwitz/Stewart: The Zynq BookFlynn/Luk: Computer System DesignSass/Schmidt: Embedded Systems Design

Enthaltene Kurse


Kurs-Nr. Kursname20-00-0012-iv Architekturen und Entwurf von Rechnersystemen


3


ModulnameBildverarbeitung


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Bernt Schiele

1 LerninhaltÜberblick über die Grundlagen der Bildverarbeitung:- Bildeigenschaften- Bildtransformationen- einfache und komplexere Filterung- Bildkompression- Segmentierung- Klassifikation

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNoch erfolgreichem Besuch der Veranstaltung haben die Studierenden einen Überblick über die Funktions-weise und die Möglichkeiten der modernen Bildverarbeitung. Studierende sind dazu in der Lage, einfachebis mittlere Bildverarbeitungsaufgaben selbständig zu lösen.








8 Literatur- Gonzalez, R.C., Woods, R.E., „“Digital Image Processing, Addison- Wesley Publishing Company, 1992- Haberaecker, P., Praxis der Digitalen Bildverarbeitung und Mustererkennung, Carl Hanser Verlag, 1995- Jaehne, B., Digitale Bildverarbeitung, Springer Verlag, 1997

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname20-00-0155-iv Bildverarbeitung


2


ModulnameComputer Vision I


Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr. Bernt Schiele

1 Lerninhalt- Grundlagen der Bildformierung- Lineare und (einfache) nichtlineare Bildfilterung- Grundlagen der Mehransichten-Geometrie- Kamerakalibrierung & -posenschätzung- Grundlagen der 3D-Rekonstruktion- Grundlagen der Bewegungsschätzung aus Videos- Template- und Unterraum-Ansätze zur Objekterkennung- Objektklassifikation mit Bag of Words- Objektdetektion- Grundlagen der Bildsegmentierung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende beherrschen nach erfolgreichem Besuch der Veranstaltung die Grundlagen der Computer Visi-on. Sie verstehen grundlegende Techniken der Bild- und Videoanalyse, und können deren Annahmen undmathematische Formulierungen benennen, sowie die sich ergebenden Algorithmen beschreiben. Sie sindin der Lage diese Techniken praktisch so umzusetzen, dass sie grundlegende Bildanalyseaufgaben an Handrealistischer Bilddaten lösen können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeBesuch von Visual Computing ist empfohlen.







8 LiteraturLiteraturempfehlungen werden regelmässig aktualisiert und beinhalten beispielsweise:- R. Szeliski, „“Computer Vision: Algorithms and Applications, Springer 2011- D. Forsyth, J. Ponce, Computer Vision – A Modern Approach, Prentice Hall, 2002

Enthaltene Kurse


Kurs-Nr. Kursname20-00-0157-iv Computer Vision


4


ModulnameComputer Vision II


Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr. Bernt Schiele

1 Lerninhalt- Computer Vision als (probabilistische) Inferenz- Robuste Schätzung und Modellierung- Grundlagen der Bayes’schen Netze und Markov’schen Zufallsfelder- Grundlegende Inferenz- und Lernverfahren der Computer Vision- Bildrestaurierung- Stereo- Optischer Fluß- Bayes’sches Tracking von (artikulierten) Objekten- Semantische Segmentierung- Aktuelle Themen der Forschung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende haben nach erfolgreichem Besuch der Veranstaltung ein vertieftes Verständnis der ComputerVision. Sie formulieren Fragestellungen der Bild- und Videoanalyse als Inferenzprobleme und berücksichti-gen dabei Herausforderungen reeller Anwendungen, z.B. im Sinne der Robustheit. Sie lösen das Inferenz-problem mittels diskreter oder kontinuierlicher Inferenzalgorithmen, und wenden diese auf realistischeBilddaten an. Sie evaluieren die anwendungsspezifischen Ergebnisse quantitativ.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeBesuch von Visual Computing und Computer Vision I ist empfohlen.







8 LiteraturLiteraturempfehlungen werden regelmässig aktualisiert und beinhalten beispielsweise:- S. Prince, “Computer Vision: Models, Learning, and Inference”, Cambridge University Press, 2012- R. Szeliski, „“Computer Vision: Algorithms and Applications, Springer 2011

Enthaltene Kurse


Kurs-Nr. Kursname20-00-0401-iv Computer Vision II


4


ModulnameMechatronik-Workshop

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-1050 2 CP 60 h 45 h 1 WiSe/SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 LerninhaltIm Mechatronik-Workshop fertigen die Studierenden selbstständig eine Kugelbahn mit elektrischer Beför-derungsanlage. Hierzu gilt es die Maßpläne zu erfassen und die erfoderlichen Komponenten (u.a. Leiter-platine, Bahnwege und -halterungen) sowohl im Elektroniklabor als auch in der Werkstatt zu fertigen. DerWorkshop ermöglicht den Studierenden somit wichtige Einblicke in die Konstruktion und die Modellarbeit.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseErfassen von Maßplänen, Platinenlayout-Erstellung, Arbeiten an Bohr-, Dreh-, Fräsmaschinen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeZum ersten Veranstaltungstermin ist von den Studierenden eine persönliches Exemplar des Praktikums-skripts in ausgedruckter Form mitzubringen. Ohne ein ausgedrucktes Exemplar des Skripts ist eine Teil-nahme nicht möglich. Das Skript wird in Moodle bereitgestellt.





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc/MSc ETiT, BSc/MSc MEC


8 Literatur• Skriptum zur Lehrveranstaltung• J. Dillinger et al.: Fachkunde Metall, Europa-Lehrmittel, 2007• U. Tietze, C. Schenk, E. Gamm: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer, 2012

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1050-pr Mechatronik-Workshop

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Praktikum 1


ModulnameElektrische Bahnen

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2140 5 CP 150 h 105 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 Lerninhalt• Traktionsmechanik• Elektrische Ausrüstung von Triebfahrzeugen• Traktionswechselrichter und Traktionsmaschine• Überwachungseinrichtungen• Bahnstromsysteme im Vergleich• Gleich- und Wechselstromsysteme für Fernbahnen und Nahverkehr• Problem der Erdung und Rückstromführung• Unterwerke, Umformer, Kraftwerke

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseVerständnis der Grundkonzepte elektrischer Triebfahrzeuge und elektrischer Bahnstromsysteme

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkenntnisse in elektrischen Maschinen und Antrieben





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc Wi-ETiT


8 LiteraturDetailliertes Vorlesungsskript. Bendel, H. u.a.: Die elektrische Lokomotive. Transpress, Berlin, 1994. Filipo-vic, Z: Elektrische Bahnen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995. Steimel, A.: Elektrische Triebfahrzeuge undihre Energieversorgung. Oldenburg Industrieverlag, 2006. Bäzold, D. u.a.: Elektrische Lokomotion deut-scher Eisenbahnen. Alba, Düsseldorf, 1993. Obermayer, H. J.: Internationaler Schnellverkehr. Franckh-Kosmos, Stuttgart, 1994; Guckow, A.; Kiessling, F.; Puschmann, R.: Fahrleitungen el. Bahnen. Teubner,Stuttgart, 1997. Schaefer, H.: Elektrotechnische Anlagen für Bahnstrom. Eisenbahn-Fachverlag, Heidel-berg, 1981

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2140-vl Elektrische Bahnen

Dozent Lehrform SWSProf. Harald Neudorfer Vorlesung 3


ModulnameSchnelle Randelementmethoden für Ingenieure

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-dg-2160 3 CP 90 h 60 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr.-Ing. Herbert De Gersem

1 LerninhaltWie kann man Feldprobleme numerisch auf dem Computer lösen? Die Randelementmethode (BEM) hatsich zu einer wichtigen Alternative zu gebietsorientierten Ansätzen (wie Finite Elemente) entwickelt, seitschnelle Implementierungen verfügbar sind. Die BEM reduziert die Dimension des Problems und es könnenunbeschränkte Gebiete leicht berücksichtigt werden.Ausgehend von den Darstellungsformeln von Kirchhoff und Stratton-Chu werden Randintegral-gleichungen abgeleitet. Danach wird deren Diskretisierung mit Kollokations- und Galerkin-Verfahren be-sprochen.Für praktische Anwendungen müssen die resultierenden dicht besetzten Matrizen komprimiert werden,mit Hilfe der schnellen Multipolmethode oder Adaptive Cross Approximation.Beispiele aus der Industrie zur Anwendung der BEM werden betrachtet, wie zum Beispiel akustischeund elektromagnetische Streuung sowie thermische Probleme.Programmieraufgaben helfen dabei, das Ver-ständnis für den Inhalt der der Vorlesung zu vertiefen.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende erwerben ein detailliertes Verständis der Modellierung und Simulation mit BEM.

• Herleitung: Umwandlung bestimmter partieller Differentialgleichungen in Randintegralgleichungen• Diskretisierung: wie man Randelementmethoden aus Randintegralgleichungen erhält• Kompression: wie man die resultierenden linearen Gleichungssysteme effizient abspeichert und lös-

tAnwendung: Behandlung praktischer Feldprobleme aus Ingenieursanwendungen, in den BereichenAkustik, Elektromagnetismus, Thermik

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkenntnisse über numerische Methoden zur Lösung partieller Differentialgleichungen (z.B. Finite Ele-mente)Grundkenntnisse über Modellierung und Simulation in einem Anwendungsbereich (z.B. Akustik: Wellen-gleichung; Elektromagnetismus: Maxwellsche Gleichungen; Thermik: Wärmeleitungsgleichung)





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, MSc CE


8 LiteraturO. Steinbach: Numerical Approximation Methods for Elliptic Boundary Value ProblemsS. Rjasanow, O. Steinbach: The Fast Solution of Boundary Integral Equations

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-dg-2160-vl Schnelle Randelementmethoden für Ingenieure

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Stefan Kurz Vorlesung 2


ModulnameGrundlagen der Robotik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Oskar Stryk

1 Lerninhalt- Räumliche Darstellungen und Transformationen- Manipulatorkinematik- Fahrzeugkinematik- kinematische Geschwindigkeit und Jacobi-Matrix- Bewegungsdynamik von Robotern- Roboterantriebe, interne und externe Sensoren- grundlegende Roboterregelungen- Bahnplanung- Lokalisierung und Navigation mobiler Roboter- Fallstudien- theoretische und praktische Übungen sowie Programmieraufgaben zur Vertiefung der Fachkenntnisse undmethodischen Fähigkeiten

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende besitzen nach erfolgreicher Teilnahme die für grundlegende Untersuchungen und ingenieur-wissenschaftliche Entwicklungen in der Robotik notwendigen grundlegenden Fachkenntnisse und metho-dischen Fähigkeiten im Bereich der Modellierung, Kinematik, Dynamik, Regelung, Bahnplanung und Navi-gation von Robotern.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmegrundlegende mathematische Kenntnisse und Fähigkeiten in Linearer Algebra, Analysis mehrerer Verän-derlicher und Grundlagen gewöhnlicher Differentialgleichungen






7 Notenverbesserung nach §25 (2)In dieser Vorlesung findet eine Anrechnung von vorlesungsbegleitenden Leistungen statt, die lt. §25 (2)der 5. Novelle der APB und den vom FB 20 am 30.3.2017 beschlossenen Anrechnungsregeln zu einerNotenverbesserung um bis zu 1.0 führen kann.

8 Literatur


- vorlesungsbegleitendes Skript und VorlesungsfolienUmfassende Übersicht der Robotik:- B. Siciliano, O. Khatib: Springer Handbook of Robotics, Springer Verlagzu einzelnen Themen der Lehrveranstaltung:- J.J. Craig: Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd edition, Prentice Hall- M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar: Robot Modeling and Control, Wiley- R. Siegwart, I.R. Nourbakhsh, D. Scaramuzza: Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press- H. Choset, K.M. Lunch, S. Hutchinson, G.A. Kantor,W. Burgard, L.E. Kavraki, S. Thrun: Principles of RobotMotion: Theory, Algorithms, and Implementations, Bradford- S. Thrun,W. Burgard, D. Fox: Probabilistic Robotics, MIT Press

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname20-00-0735-iv Grundlagen der Robotik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Oskar Stryk Integrierte Ver-

anstaltung6


ModulnameRobuste Regelung



1 Lerninhalt• Grundlagen (SVD, Normen, Systemdarstellungen)• Reglerentwurf im Frequenzbereich

– Formulierung von Regelzielen als H2- und Hinf-Optimierungsprobleme– Entwurf von H2- und Hinf-optimalen Reglern

• Robuste Regelung– Unsicherheitsbeschreibung (Additive und multiplikative Unsicherheiten, Multimodellbeschrei-

bungen)– Robustheitsanalyse (Small-Gain-Theorem, mu-Analyse)– Synthese robuster Regler im FrequenzbereichSynthese robuster Regler durch Polbereichsvor-

gabe

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden werden in der Lage sein, Regelungsaufgaben als H2- und H8-Problem zu formulieren,Systemunsicherheiten in geeigneter Form zu beschreiben und einen Reglerentwurf durchzuführen, derrobuste Stabilität und Güte sicherstellt.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSystemdynamik und Regelungstechnik I und II







8 Literatur• S. Skogestad, I. Postlethwaite, Multivariable Feedback Control,2. Auflage, 2005, Wiley• K. Zhou, Essentials of Robust Control, 1998, Prentice-Hall• O. Föllinger, Regelungstechnik, 11. Auflage, 2013, VDE Verlag

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-2140-vl Robuste Regelung

Dozent Lehrform SWSDr. Ing. Eric Lenz Vorlesung 2


ModulnameSensor Array Processing and Adaptive Beamforming

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-pe-2060 4 CP 120 h 75 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr.-Ing. Marius Pesavento

1 LerninhaltDiese Vorlesung führt in die Prinzipien der Sensorgruppensignalverarbeitung und des adaptiven Beamfor-ming ein.Themenübersicht: Motivation und Anwendungen, Schmalband- und Breitbandsignalmodell,Richtungsschätzung (DoA estimation):traditionelle Verfahren basierend auf dem Beamforming, hochauflösende Verfahren, Maximum-LikelihoodVerfahren, Unterraumverfahren, MUSIC, ESPRIT, MODE, root-MUSIC, mehrdimmensionale Quellenloka-lisation, Beamspace-Verarbeitung, Sensorgruppeninterpolationsverfahren, teilkalibrierte Sensorgruppen,Breitband Richtungsschätzung, Räumliche Glättung, Forward-Backward Mittelung, Redundancy averaging,korrelierte Quelen, Minimum redundancy arrays, compressed sensing und sparse reconstruction basierteVerfahren, Performanz-Schranken,Adaptives Beamforming:Punktquellenmodell, Kovarianzmodell, Wiener-Hopf Gleichung, Minimum Variance Distortionless Respon-se (MVDR) Beamformer, Capon Beamformer, Sample matrix inversion, Signal self-nulling Effekt, robustesadaptives Beamformen, Hung-Turner Projection Beamformer, Generalized Sidelobe canceller Beamformer,Eigenspace-based Beamformer, nicht-stationäre Umgebungen, modern Beamforming Verfahren basierendauf konvexer Optimierung Optimierung, Worst-case basiertes Beamforming, Multi-user Beamforming

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studenten lernen Techniken der modernen Sensorgruppensignalverarbeitung zur Quellenlokalisationund für das Sende- und Empfangsbeamforming.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKenntnisse in der linearen Algebra.





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc / MSc etit, BSc / MSc WI-etit, MSc MEC, MSc iST, MSc iCE


8 Literatur• Academic Press Library in Signal Processing: Volume 3 Array and Statistical Signal Processing Edited

by Rama Chellappa and Sergios Theodoridis, Section 2, Edited by Mats Viberg, Pages 457-967 (2014)– Chapter 12 - Adaptive and Robust Beamforming, Sergiy A. Vorobyov, Pages 503-552– Chapter 14 - DOA Estimation Methods and Algorithms, Pei-Jung Chung, Mats Viberg, Jia Yu,

Pages 599-650– Chapter 15 - Subspace Methods and Exploitation of Special Array Structures, Martin Haardt,

Marius Pesavento, Florian Roemer, Mohammed Nabil El Korso, Pages 651-717

• Spectral Analysis of Signals, Petre Stoica, Randolph Moses, Prentice Hall, April 2005Optimum ArrayProcessing: Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory, Harry L. Van Trees, WileyOnline, 2002.


Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-pe-2060-vl Sensor Array Processing and Adaptive Beamforming

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Marius Pesavento Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-pe-2060-ue Sensor Array Processing and Adaptive Beamforming

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Marius Pesavento Übung 1


ModulnameElektrische Antriebstechnik für Automobile

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2150 4 CP 120 h 75 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 LerninhaltThis course introduces the students to the different design aspects of electric drives used in automotiveapplications, comprising both high power density high speed traction and small mass produced auxiliarydrives. Since the target audience comprises students from different degree programmes, the course firstreviews basics of electromagnetic power conversion principles and design principles of PM based machines.The discussion of the electric drives themselves comprises the various facets of their design as part of acomplex system, such as operating requirements, configurations, material choices, parasitic effects andtheir mitigation, electric and thermal stress, as well as manufacturing related questions, notably as theyaffect the design of the mass produced auxiliary drives.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseAt the end of the course, the students will know about design principles of PM based machines, electricdrives: topologies, operating areas, dynamic performance and configuration of traction drives for hybridcars and electric vehicles as they apply to electric drives for cars. In addition to traction drives, they willalso be familiar with auxiliary drives used in cars. They will understand the parasitic effects of inverterinduced bearing currents, the insulation material used for the electric winding and the winding stress atinverter supply. They will be familiar with the different cooling principles and thermal modelling, as well asthe thermal aspects of the integration into the car. They will also know about the main failure modes thatmay occur with electric drives used for cars, the different lamination sheets used and their manufacturing.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeAbgeschlossenes Bachelorstudium in Elektrotechnik oder äquivalenter Abschluss.







8 Literatur

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2150-vl Elektrische Antriebstechnik für Automobile

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Annette Mütze Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2150-ue Elektrische Antriebstechnik für Automobile

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Annette Mütze Übung 1


ModulnameMachine Learning und Deep Learning in der Automatisierungstechnik



1 Lerninhalt• Einführung• Lineare Verfahren• Support Vector Machines• Ensemble-Verfahren und Boosting• Training und Bewertung• Unüberwachtes Lernen• Neuronale Netze• Faltende Neuronale Netze (CNNs)• CNN-Architekturen und –Anwendungen• Rekurrente Neuronale Netze (RNNs)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende erhalten einen breiten und praxisnahen Überblick über das Gebiet des maschinellen Lernens.Es werden zunächst die wichtigsten Algorithmen-Klassen des überwachten und unüberwachten Lernensbesprochen. Danach befasst sich die Veranstaltung mit tiefen neuronalen Netzen, die viele aktuelle Anwen-dungen der Bild- und Signalverarbeitung ermöglichen. Die grundlegenden Eigenschaften aller Algorithmenwerden erarbeitet und anhand von Programmbeispielen demonstriert. Studierende sind danach in der La-ge, die Verfahren zu beurteilen und auf praktische Aufgabenstellungen anzuwenden.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlegende Kenntnisse in linearer Algebra und StatistikWünschenswert: Vorlesung „Fuzzy-Logik, Neuronale Netze und Evolutionäre Algorithmen“





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc etit, MSc WI-etit, MSc MEC


8 Literatur• T. Hastie et al.: The Elements of Statistical Learning. 2. Aufl., Springer, 2008• I. Goodfellow et al.: Deep Learning. MIT Press, 2016• A. Géron: Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn and TensorFlow. O’Reilly, 2017

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-2100-vl Machine Learning und Deep Learning in der Automatisierungstechnik

Dozent Lehrform SWSDr.-Ing. Michael Vogt Vorlesung 2


ModulnameMatrixanalyse und schnelle Algorithmen

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-pe-2070 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Prof. Dr.-Ing. Marius Pesavento

1 LerninhaltIn dieser Vorlesung werden die Grundlagen der Matrixanalyse und der Matrizenrechnung vermit-telt, wel-che in vielfältigen technischen Bereichen wie z.B. dem Maschinellen Lernen, dem Ma-schinellen Sehen,der Regelungstechnik, der Signal- und Bildverarbeitung, der Kommunikations-technik, der Netzwerktech-nik und der Optimierungstheorie, von fundamentaler Bedeutung sind. Neben den grundlegenden theore-tischen Eigenschaften von Matrizen legt dieser Kurs besonderes Augenmerk auf schnelle Algorithmen zurBerechnungen von Matrizen. Darüber hinaus werden die Themen anhand von vielen Anwendungsbeispie-len aus den oben genannten Bereichen erör-tert. Dies beinhaltet die Analyse sozialer Netze, die Bildanalyseund Bildgebende Verfahren der Medizintechnik, die Analyse und Optimierung von Kommunikationsnetzenund das maschinelle Lesen.Themenübersicht: (i) Grundlegende Konzepte der Matrixanalyse, Unterräume, Normen, (ii) Lineare kleins-te Quadrate (iii) Eigenwertzerlegung, Singulärwertzerlegung, Positive Semidefinite Matrizen, (iv) LineareGleichungssysteme, LU Zerlegung, Cholesky Zerlegung (v) Pseudo-inverse Matrizen, QR Zerlegung (vi)(fortgeschrittene) Tensor Zerlegung, (fortgeschrittene) Matixanalyse, Compressive Sensing, StrukturierteMatrizenfaktorisierung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studenten lernen fortgeschrittene Themen der Matrix Analyse und die damit verbunden Algorithmenauf fortgeschrittenem Niveau

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkenntnisse in der linearen Algebra







8 Literatur*Gene H. Golub and Charles F. van Loan, Matrix Computations (Fourth Edition), John Hopkins UniversityPress, 2013.*Roger A. Horn and Charles R. Johnson, Matrix Analysis (Second Edition), Cambridge University Press,2012.*Jan R. Magnus and Heinz Neudecker, Matrix Differential Calculus with Applications in Statistics andEconometrics (Third Edition), John Wiley and Sons, New York, 2007.*Giuseppe Calaore and Laurent El Ghaoui, Optimization Models, Cambridge University Press, 2014.*ECE 712 Course Notes by Prof. Jim Reilly, McMaster University, Canada (friendly notes for engineers)http://www.ece.mcmaster.ca/faculty/reilly/ece712/course_notes.htm

Enthaltene Kurse


Kurs-Nr. Kursname18-pe-2070-vl Matrixanalyse und schnelle Algorithmen

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Marius Pesavento Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-pe-2070-ue Matrixanalyse und schnelle Algorithmen

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Marius Pesavento Übung 1


ModulnameBetriebswirtschaft für Ingenieure


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich

1 LerninhaltDiese Vorlesung soll zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieuren grundlegende betriebswirtschaftlicheKenntnisse vermittelt. Hierzu gehören die Grundlagen der Buchführung und des Jahresabschlusses, derKostenrechnung und der Wirtschaftlichkeitsrechnung. Anschließend werden die relevantesten Aspekte derBereiche Personalwirtschaft, Beschaffungswirtschaft, Logistik, Marketing und Strategisches Managementbeleuchtet. Damit sollen die Studentinnen und Studenten für einen erfolgreichen Einstieg ins Berufsle-ben und insbesondere auch auf ein wirtschaftliches Gestalten ihrer Innovationen vorbereitet werden. DieVorlesung ist zum besseren Verständnis mit Praxisbeispielen aus dem industriellen Umfeld ausgestattet.


• Die Grundzüge der Kostenrechnung und der Wirtschaftslichkeitsrechnung zu erklären.• Entscheidungen in den Bereichen Produktion, Qualitätssicherung, Entwicklung oder Einkauf an wirt-

schaftlichen Maßstäben auszurichten.• Die Aufgaben des technischen Einkaufs, des Vertriebs sowie des technischen Marketings zu beschrei-

ben.• Prozesse in einem produktionsnahen Unternehmen zu erklären und die Vorgehensweise zur Opti-

mierung der Prozesse zu beschreiben.• Auf Augenhöhe mit Betriebswirten und Kaufleuten in Unternehmen zu diskutieren und sachgerechte

Entscheidungen in produktionsnahen Unternehmen herbeizuführen.






6 Verwendbarkeit des ModulsWPB Master MPE III (Wahlfächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft)WPB Master PST III (Fächer aus Natur- und Ingenieurwissenschaft für Papiertechnik)


8 LiteraturSkript.Schultz,Volker: Basiswissen Betriebswirtschaft. Beck-Wirtschaftsberater im dtv. München 2014

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-09-5050-vl Betriebswirtschaft für Ingenieure



ModulnameProjektseminar Autonomes Fahren II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-2100 6 CP 180 h 135 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr. rer. nat. Andreas Schürr

1 Lerninhalt• Weiterentwicklung und Optimierung eines robusten C++ Rahmenwerks zur Lösung von nicht tri-

vialen Problemstellungen aus dem Bereich des autonomen Fahrens anhand von realitätsnahen Her-ausforderungen aus dem Carolo Cup, einem internationalen studentischen Wettbewerb für autonomfahrende Modellfahrzeuge

• Entwicklung und Umsetzung von unterschiedlichen Algorithmen (z.B. zur Bewegungsplanung, Bild-verarbeitung, Steuerung und Hindernisvermeidung) in einem eingebetteten System mit hartenEchtzeit-Anforderungen und beschränkten Ressourcen (Speicher, . . . )

• Anwendung und Weiterentwicklung von Regelungs- und Steuerungsmethoden aus dem Bereich desautonomen Fahrens

• Nutzung von Software-Engineering-Techniken (Design, Dokumentation, Test, . . . ) zur Lösung derProblemstellungen

• Anwendung von Methoden zum Source-Code- und zum Projektmanagement und zur Unterstützungder Teamarbeit

• Präsentation von Projektergebnissen im Rahmen von Vorträgen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden lernen sich eigenständig in neue Konzepte und Algorithmen aus dem Bereich des au-tonomen Fahrens einzuarbeiten, diese umzusetzen und zu präsentieren. Dabei werden realitätsnahe Pro-blemstellungen aus dem Carolo Cup mit vorhandenem Wissen und Kenntnissen praktisch gelöst und dieUmsetzungen durch Qualitätssicherungsmaßnahmen sichergestellt.Studierende, die an diesem Projektseminar erfolgreich teilgenommen haben, sind in der Lage, eine Lö-sung zu einer komplexen und realitätsnahen Problemstellung aus dem Bereich des autonomen Fahrensselbstständig zu analysieren und zu lösen. Die Teilnehmer erwerben folgende Fähigkeiten im Detail:

• Eigenständige Weiterentwicklung und Optimierung eines vorhandenen Softwaresystems und der ver-wendeten Algorithmen

• Lösung und Umsetzung von nicht trivialen realitätsnahen regelungstechnischen Problemstellungen• Umfangreicher Einsatz von Werkzeugen zur Versions-, Konfigurations-, Änderungs- und Qualitätssi-

cherungsverwaltung• Realistische Zeitplanung und Ressourceneinteilung (Projektmanagement)• Weiterentwicklung und Optimierung von komplexen Hardware-/Software-Systemen unter realitäts-

nahen Umgebungsbedingungen• Planung und Durchführung umfangreicher Qualitätssicherungsmaßnahmen• Zusammenarbeit, Kommunikation und Organisation innerhalb des Teams





• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)




Nein

8 Literaturhttps://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/aktuelle-veranstaltungen/ps-af-ii und Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-2100-pj Projektseminar Autonomes Fahren II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Andreas Schürr Projektseminar 3


https://www.es.tu-darmstadt.de/lehre/aktuelle-veranstaltungen/ps-af-ii

m.sc. mechatronik (po 2014) - mechatronik.tu-darmstadt.de · schaften steuerbarkeit und...

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