MasterstudiengangElektrotechnik und Informationstechnik

Vertiefungsrichtung 5

Regelungs- undSteuerungstechnik

2 Masterstudium: Vertiefungsrichtung Regelungs- und Steuerungstechnik

Regelungs- und Steuerungstechnik

Regelungs- und Steuerungstechnik ist die Wissenschaft von der gezieltenBeeinflussung dynamischer Prozesse während ihres Ablaufs. Grundlage die-ser Beeinflussung bilden mathematische oder qualitative Modelle, welchedas Verhalten des zu beeinflussenden Prozesses beschreiben. Die in derRegelungs- und Steuerungstechnik angewandten Methoden basieren aufdiesen Modellen und sind daher weitgehend unabhängig von dem jeweilsbetrachteten Prozess. Somit können diese Methoden über den technischenBereich hinaus auch in anderen Gebieten, z.B. in der Biologie oder in derVolkswirtschaft, erfolgreich angewendet werden.

Ziel der Ausbildung im Rahmen der Vertiefungsrichtung Regelungs- undSteuerungstechnik sind Ingenieurinnen und Ingenieure, die

• regelungstechnische Methoden zur Lösung einer Automatisierungsauf-gabe kennen und anwenden können,

• über einen Einblick in die angrenzenden Fachgebiete (z.B. Signalver-arbeitung oder Informationstechnik) verfügen,

• eine Vorstellung über die Anwendung der Methoden (z.B. in der Ver-fahrens-, Fertigungs- oder Automobiltechnik) gewonnen haben,

• in der Lage sind, sich schnell in eine neue gegebene Problemstellungeinzuarbeiten und diese zu lösen.

Im Studienführer Ingenieure des Staufenbiel Instituts für Studien- und Be-rufsplanung GmbH (21. Auflage 2005/06) fand sich folgende gute Charak-terisierung des beruflichen Spektrums eines Ingenieurs der Regelungs- undSteuerungstechnik:

„Die Studienschwerpunkte Regelungs-, System- und Automatisierungstech-nik sind eher anwendungsorientiert. Der Begriff Prozesstechnik fasst die ge-nannten Richtungen zusammen. Es geht hier oft um Automatisierungsaufga-ben, also die Entwicklung technischer Systeme, die nicht durch den unmit-telbaren Eingriff des Menschen gesteuert werden. Die Einsatzmöglichkeitenfür den Automatisierungstechniker sind noch vielfältiger als die des auf rei-ne Datentechnik spezialisierten Elektroingenieurs. Da die Methoden der Re-gelungstechnik und Systemtheorie einen systematischen Einblick in unter-schiedliche Prozesse ermöglichen, lassen sich die so ausgebildeten Diplom-

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Ingenieure in nahezu allen technischen Bereichen des Maschinenbaus, derVerfahrenstechnik und der Elektrotechnik einsetzen – besonders wenn esdarum geht, einen technischen Prozess etwa durch Regeleinrichtungen ef-fektiver zu gestalten (z.B. durch Energieeinsparung oder die Verbesserungder Arbeitsplatzsituation).

Die Automatisierungstechnik ist somit ein gutes Bei-spiel dafür, dass eine methodenorientierte Spe-zialisierung dem Studierenden vielfältige berufli-

che Einsatzmöglichkeiten eröffnet,während die produktorientierte Spe-zialisierung die Möglichkeiten eherbeschränkt.

Automatisierungs- und Prozesstechnikerlassen sich auch bei benachbarten Ge-bieten Fachgebieten, z.B. in der Erdölin-dustrie, in der Medizin, in der Logistik oder

im Kraftfahrzeugbau einsetzen. Es tun sich auch mögliche Arbeitsfelder auf,die über klassische Ingenieuraufgaben weit hinausgehen, z.B. bei volkswirt-schaftlichen Fragestellungen oder in der (Politik-) Beratung. Mit zunehmen-der Komplexität technischer Systeme geht es immer häufiger auch um so-ziale und ethische Fragestellungen beim Entwurf technischer Anlagen.“

Die bisherigen Erfahrungen zeigen somit, dass ein Ingenieur dieses Typssehr vielseitige Berufschancen hat. Er kann sichdem Entwurf von Regelungen, Steuerungen oderÜberwachungseinrichtungen in der Industrie zuwen-den, aber auch allgemeinen Aufgabenstellungen derSystemanalyse und Systemplanung, der Automatisie-rung und Diagnose industrieller Prozesse widmen. Erist dabei nicht auf die elektrotechnische Industrie be-schränkt, sondern kann beispielsweise im Maschinen-bau, in der Automobilindustrie, der chemischen Industrie oder der Luft- undRaumfahrttechnik in allen Bereichen, von Forschung / Entwicklung bis hinzum Management, tätig sein.

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Masterstudium: Vertiefungsrichtung Regelungs- undSteuerungstechnik

Die Ausbildung in der Vertiefungsrichtung Regelungs- und Steuerungstech-nik umfasst Grundlagen- und Pflichtmodule im Umfang von aktuell insgesamt52 LP. Diese werden durch die Wahlmodule mit mindestens 32 LP und dieebenfalls wählbaren überfachlichen Qualifikationen mit mindestens 6 LP er-gänzt. Den Abschluss des Studiums in der Vertiefungsrichtung bildet danndie Masterarbeit mit dem Gewicht von 30 LP. Die Auswahl der Wahlmodulegeschieht nach individueller Neigung des Studierenden, sollte aber möglichstfrühzeitig im Rahmen einer Studienberatung mit dem Fachstudienberater ab-gesprochen werden:

Prof. h.c. Dr.-Ing. Mathias Kluwe

Institut für Regelungs- und SteuerungssystemeGebäude 11.20 (Engler-Villa), Raum 106

Telefon: +49 721 / 608 - 43182E-Mail: mathias.kluwe@kit.eduSprechstunde: nach Vereinbarung

Sinnvoll ist eine erste Fachstudienberatung idealerweise bereits zum Endedes Bachelorstudiums oder spätestens im ersten Mastersemester, in demja bereits die ersten Wahlmodule belegt werden können. Im Verlauf der Be-ratung wird zunächst ein unverbindlicher Studienplan erarbeitet, welcher biszur Erstellung des individuellen Studienplans gegen Ende des Studiums je-derzeit in Absprache mit dem Fachstudienberater geändert werden kann.Der endgültige, verbindliche individuelle Studienplan muss vor der Anmel-dung zur Masterarbeit abgegeben werden und zuvor vom Fachstudienbera-ter genehmigt worden sein.

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Vertiefungsrichtungsmodule

Grundlagen und Pflichtbereich

Der Pflichtkanon der Regelungs- und Steuerungstechnik erweitert dieKennntisse der Grundlagenveranstaltung Systemdynamik und Regelungs-technik des Bachelorstudiengangs und vermittelt die wichtigsten Kenntnissezur Beschreibung, Analyse und Synthese von Regelungssystemen als Basisheutiger komplexer Automatisierungssysteme.

Wie alle Vertiefungsrichtungen finden sich zunächst einige Lehrveranstaltun-gen mit insgesamt 14 LP, die grundlegendes Basiswissen vermitteln sollenund daher auch als Grundlagen der Vertiefungsrichtung bezeichnet werden.Dabei handelt es sich konkret um die Lehrveranstaltungen Physical and Da-tabased Modelling, Optimization of Dynamic Systems sowie Messtechnik.

Das Studium in Regelungs- und Steuerungstechnik wird dann durch denPflichtbereich der Vertiefungsrichtung mit einem Umfang von 38 LP gesi-chert. Dieser besteht aus den fachspezifischen Lehrveranstaltungen Rege-lung linearer Mehrgrößensysteme, Optimale Regelung und Schätzung so-wie Nichtlineare Regelungssysteme. Zur Anwendung der erlernten Metho-den an realen Prozessen und Regelgeräten im Labormaßstab ist außerdemaks praktische Pflichtveranstaltung das Labor Regelungstechnik zu absol-vieren. Ergänzend sind weitere Lehrveranstaltungen zur Signalverarbeitung,Numerik und Systementwurf enthalten, die eine im Sinne der Interdisziplina-rität erforderliche Breite des Modells gewährleisten. Dies sind im Einzelnendie Lehrveranstaltungen Informationsfusion, Methoden der Signalverarbei-tung, Numerische Methoden und Systems and Software Engineering.

Die beschriebenen Module sind in ihrer sinnvollen Aufteilung über die Regel-studienzeit in der Tabelle 1 dargestellt. Dies stellt jedoch nur eine Empfehlungdar, je nach Studienbeginn oder individueller Studienplanung kann durchausauch ein anderer Ablauf sinnvoll sein. Als wesentliche Unterstützung bei derPlanung kann die eingangs empfohlene Fachstudienberatung dienen.

Neben den genannten obligatorischen Modulen ist in der Tabelle noch dieabschließende Masterarbeit mit 30 LP aufgeführt.

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WS SS WS SSPflichtmodule 1. 2. 3. 4. LP

V Ü V Ü V Ü V Ü

1. Semester

23031772303179

Regelung linearerMehrgrößensysteme

3 1 – – – – – – 6

23031832303185

Optimization of Dynamic Systems 2 1 – – – – – – 5

23116052311607

Systems and Software Engineering 2 1 – – – – – – 5

23021132302115

Methoden der Signalverarbeitung 2 2 – – – – – – 6

23021052302107

Messtechnik 2 1 – – – – – – 5

23021392302141

Informationsfusion 2 1 – – – – – – 4

2. Semester

01803000180400

Numerische Methoden – – 2 1 – – – – 5

2303166 Physical and Databased Modelling – – 2 1 – – – – 42303162 Optimale Regelung und Schätzung – – 2 – – – – – 32303173 Nichtlineare Regelungssysteme – – 2 – – – – – 3

3. Semester

2030156 Labor Regelungstechnik1 – – – – – 4 – – 6

4. Semester

2030156 Labor Regelungstechnik1 – – – – – – – 4 6Masterarbeit – – – – – – 20 30

Semesterverteilung SWS 20 10 0/41 24/201

Semesterverteilung LP 31 15 0/61 36/301 85

1alternative Belegung

Tabelle 1: Pflichtmodule Regelungs- und Steuerungstechnik

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Wahlmodule des Modells

Zweck der Module im Wahlbereich (siehe Tabelle 2) ist es, die Pflichtmodulemit Lehrveranstaltungen im Umfang von mindestens 32 LP aus den in Abbil-dung 1 gezeigten Nachbargebieten und Anwendungsfeldern der Regelungs-und Steuerungstechnik zu ergänzen, um eine für die späteren beruflichenMöglichkeiten wichtige Breite der Ausbildung zu sichern. Da hierzu immereine individuelle Betrachtung erforderlich ist, um die wirklich sinnvollen Quer-verbindungen herzustellen und dadurch ein möglichst optimal abgestimmtesCurriculum zu erzielen, sollte bei der Auswahl der Lehrveranstaltungen stetsder Fachstudienberater konsultiert werden.

Abbildung 1: Nachbargebiete (grün) und Anwendungsfelder (blau) derRegelungs- und Steuerungstechnik

So bieten die Wahlmodule zum einen die Möglichkeit, durch Lehrveranstal-tungen aus dem methodischen Bereichen Automatisierungstechnik, Informa-tionstechnik und Systemtechnik die theoretischen und praktischen Kenntnis-se der Regelungs- und Steuerungstechnik über den in den Pflichtmodulengesteckten Rahmen hinaus methodisch zu erweitern.

Zum anderen kann man sich in Anwendungsgebieten wie Antriebstechnik,Automobiltechnik, Energietechnik, Medizintechnik, Fertigungs- und Verfah-renstechnik, Luft- und Raumfahrttechnik oder Robotik vertiefen. In der Viel-falt dieser fakultätsübergreifend angebotenen Lehrveranstaltungen wird derinterdisziplinäre Charakter der Regelungs- und Steuerungstechnik sichtbar.

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In Absprache mit dem Fachstudienberater können auch weitere Lehrveran-staltungen, die nicht explizit in Tabelle 2, jedoch im Modulhandbuch aufge-führt sind, aus dem Vorlesungsangebot des KIT gewählt werden.

Außerdem ist zu beachten, dass im Wahlbereich lediglich 6 LP aus prakti-schen Lehrveranstaltungen (Praktika, Labore, Workshops) zulässig sind.

WS SSWahlmoduleV Ü V Ü

LP

Automatisierungstechnik

23031802303181

Numerische Methoden für partielleDifferentialgleichungen

– – 2 1 4

23030012303002

Verifizierte numerische Methoden 2 1 – – 4

23021062302108

Verteilte ereignisdiskrete Systeme – – 2 1 4

2105016 Computational Intelligence 2 – – – 4

Informationstechnik

2304231 Sensoren 2 – – – 32304209 Systematische Produktentwicklung in der Sensorik – – 2 – 32311630 Integrierte Intelligente Sensoren – – 2 – 32304232 Praktikum Sensoren und Aktoren – – – 4 62312672 Praktikum Adaptive Sensorelektronik – 4 – – 62302134 Praktikum Digitale Signalverarbeitung – – – 4 62302114 Bildverarbeitung – – 2 – 323116162311618

Communication Systems and Protocolls – – 2 1 5

24675 Mustererkennung – – 2 – 32302166 Fertigungsmesstechnik – – 2 – 32302123 Praktikum: Mechatronische Messsysteme – 4 – – 62137308 Machine Vision 4 – – – 8

Systemtechnik

2311611 Software Engineering 2 – – – 32311640 Praktikum Software Engineering – – – 4 6

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WS SSWahlmodule (Forts.)V Ü V Ü

LP

23116082311610

Hardware Modelling and Simulation – – 2 1 4

23116202311623

Hardware/Software Codesign 2 1 – – 4

2311612 Praktikum System-on-Chip – 4 – 4 623126882312690

Integrierte Systeme und Schaltungen 2 1 – – 4

2311641 Projektmanagement in der Entwicklung vonProdukten für sicherheitskritische Anwendungen

2 – – – 4

21852272185228

Modellbildung und Simulation – – 2 2 6

Energietechnik

2307388 Praktikum: Informationssysteme in der elektrischenEnergietechnik

– – – 4 6

Medizintechnik

2305269 Biomedizinische Messtechnik I 2 – – – 32305270 Biomedizinische Messtechnik II – – 2 – 32305276 Praktikum Biomedizinische Messtechnik – – – 4 62305261 Bildgebende Verfahren in der Medizin I 2 – – – 32305262 Bildgebende Verfahren in der Medizin II – – 2 – 3

Antriebstechnik

2306331 Praktikum Elektrische Antriebe undLeistungselektronik

– – – 4 6

23063112306313

Praxis elektrischer Antriebe – – 2 1 4

23063122306314

Regelung elektrischer Antriebe – – 3 1 6

2306330 Stromrichtersteuerungstechnik – – 2 – 323063242306325

Entwurf elektrischer Maschinen 2 1 – – 4

23063152306316

Electrical Machines – – 2 1 4

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WS SSWahlmodule (Forts.)V Ü V Ü

LP

Fertigungs- und Verfahrenstechnik

2302144 Informationstechnik in der industriellen Automation – – 2 – 32149902 Werkzeugmaschinen und Handhabungstechnik 4 2 – – 92150683 Steuerungstechnik – – 2 – 4

Navigation in Luft- und Raumfahrttechnik

2301094 Navigationssysteme für den Straßen- undSchienenverkehr

– – 2 – 3

2301054 Seminar "Navigationssysteme" – 3 – 3 4

Robotik

24152 Robotik I - Einführung in die Robotik 3 1 – – 624644 Robotik II: Humanoide Robotik – – 2 – 324870 Roboterpraktikum – – – 4 6

Automobiltechnik

2308097 Prädiktive Fahrerassistenzsysteme 2 – – – 323063212306323

Hybride und elektrische Fahrzeuge 2 1 – – 4

23116422311644

Systems Engineering for Automotive Electronics – – 2 1 4

2138340 Fahrzeugsehen – – 3 – 62138336 Verhaltensgenerierung für Fahrzeuge – – 2 – 4

Tabelle 2: Wahlbereich

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Überfachliche Qualifikationen

Neben der rein fachspezifischen Ausbildung ist mit den überfachlichen Quali-fikationen im Umfang von mindestens 6 LP der Erwerb sogenannter soft skillsvorgesehen, die zum Beispiel wirtschaftliche, kommunikative oder sprachli-che Kompetenzen vermitteln und für das Berufsleben sehr hilfreich sind.Hierzu liegt am KIT ein breites Kursangebot vor, insbesondere vom House ofCompetence (HoC) sowie vom Zentrum für Angewandte Kulturwissenschaf-ten und Studium Generale (ZAK). In der folgenden Tabelle 3 sind exempla-risch einige empfohlene Lehrveranstaltungen aufgeführt.

WS SSÜberfachliche QualifikationenV Ü V Ü

LP

2310541 Das Berufsbild des Ingenieurs in modernenUnternehmen

2 – – – 3

2312684 Seminar Projektmanagement für Ingenieure – – 2 – 32581040 Industriebetriebswirtschaftslehre 2 – – – 3

Nichttechnische Seminare (mit Vortrag, Hausarbeitoder Prüfung)TutorenschulungSprachkurse

Tabelle 3: Beispiele für überfachliche Qualifikationen

Postadresse:Kaiserstr. 1276131 Karlsruhe

Besucheradresse:Campus SüdGebäude 11.20 (Engler-Villa)

Sekretariat:Beate StassenTelefon: +49 721 / 608-43181Fax: +49 721 / 608-42707E-Mail: sekretariat@irs.kit.edu

Fachstudienberatung:Prof. h.c. Dr.-Ing. Mathias KluweTelefon: +49 721 / 608-43182Fax: +49 721 / 608-42707E-Mail: mathias.kluwe@kit.edu

http://www.irs.kit.edu

Stand: 5. Juli 2021