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Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen 1

1.1 Mikrotechnische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Elektromechanische Systeme I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Dynamische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Systemdynamik und Regelungstechnik III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Höhere Maschinendynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.3 Weitere Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Werkzeuge und Methoden der Produktentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Echtzeitanwendungen und Kommunikation mit Microcontrollern und programmierbaren Logikbau-

steinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Systemdynamik und Regelungstechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Digitale Regelungssysteme I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Modellbildung und Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2 Technische und Naturwissenschaftliche Wahlfächer 13

2.1 Wahlfächer MB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Flugmechanik I: Flugleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Sichere Avioniksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Flugmechanik II: Flugdynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Grundlagen der Navigation I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Grundlagen der Navigation II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Grundlagen der Maschinenakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Mechatronik und Assistenzsysteme im Automobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Forschungsseminar Fahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Grundlagen der Adaptronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Trends der Kraftfahrzeugentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Fahrdynamik und Fahrkomfort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Verbrennungskraftmaschinen II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Konstruktion im Motorenbau II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Raumfahrtmechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Zuverlässigkeit im Maschinenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.2 Wahlfächer ETiT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Digitale Regelungssysteme II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Identifikation dynamischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Mehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Systemdynamik und Regelungstechnik III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Echtzeitsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Identifikation dynamischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Lichttechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Lichttechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Microprocessor Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Neue Technologien bei elektrischen Energiewandlern und Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Rechnersysteme II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Software-Engineering - Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Software-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Robuste Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

II

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3 ADP / Seminare, Praktika, InfINat 533.1 ADP / Seminare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.1.1 ADP / Seminare MB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53ADP (6 CP) Flugsysteme und Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.1.2 ADP / Seminare ETiT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Projektseminar Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Projektseminar Multimedia Kommunikation I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Projektseminar Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Projektseminar Robotik und Computational Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Seminar Multimedia Kommunikation I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Seminar Softwaresystemtechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Praxisorientierte Projektierung elektrischer Antriebe (Antriebstechnik für Elektroautos) . . . . 62Anwendungen, Simulation und Regelung leistungselektronischer Systeme . . . . . . . . . . . . 63Projektseminar Autonomes Fahren I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Projektseminar Autonomes Fahren II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.1.3 ADP / Seminare Inf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Robotik-Projektpraktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.2 Praktika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Praktikum Regelungstechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Tutorium Flugmechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Praktikum Matlab/Simulink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.3 InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.3.1 Kernfächer InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Grundlagen der Flugantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.3.2 Wahlfächer InfINat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Einführung in die Numerische Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Flughafenplanung (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Luftverkehr B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Optimierung statischer und dynamischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Bildverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Computer Vision I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Computer Vision II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Grundlagen der Robotik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Elektrische Antriebstechnik für Automobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Machine Learning und Deep Learning in der Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . 88Matrixanalyse und schnelle Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Betriebswirtschaft für Ingenieure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Projektseminar Autonomes Fahren I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Projektseminar Autonomes Fahren II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Praktikum Matlab/Simulink II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Inhaltsverzeichnis III

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1 Grundlagen

1.1 Mikrotechnische Systeme

ModulnameElektromechanische Systeme I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kn-1050 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Mario Kupnik

1 LerninhaltStruktur und Entwurfsmethoden elektromechanischer Systeme bestehend aus mechanischen, akusti-schen, hydraulischen und thermischen Netzwerken, Wandlern zwischen mechanischen und mechanisch-akustischen Netzwerken und elektromechanischen Wandlern. Entwurf und Anwendungen von elektrome-chanischen Wandlern

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseVerstehen, Beschreiben, Berechnen und Anwenden der wichtigsten elektromechanischen Wandler alsSensor- und Aktorprinzipien; Elektrostatische Wandler (z.B. Mikrofone und Beschleunigungssensoren),piezoelektrische Wandler (z.B. Mikromotoren, Mikrosensoren), elektrodynamische Wandler (Lautsprecher,Shaker), piezomagnetische Wandler (z.B. Ultraschallquellen). Entwerfen komplexer elektromechanischerSysteme wie Sensoren und Aktoren und deren Anwendungen unter Verwendung der Netzwerkmethodemit diskreten Bauelementen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeElektrotechnik und Informationstechnik I

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc WI-ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturFachbuch: „Elektromechanische Systeme der Mikrotechnik und Mechatronik, Springer 2009, Skript zurVorlesung EMS I, Aufgabensammlung zur Übung EMS 1

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1050-vl Elektromechanische Systeme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik Vorlesung 2

1

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Kurs-Nr. Kursname18-kn-1050-ue Elektromechanische Systeme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik Übung 2

1.1 Mikrotechnische Systeme 2

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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)

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

Enthaltene Kurse

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 3

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ModulnameHöhere Maschinendynamik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-25-5060 6 CP 180 h 105 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Standard BWS)Abschlussklausur 150 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMaster MPE PflichtWI/MB, Master Mechatronik

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literatur

1.2 Dynamische Systeme 4

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Woernle, 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.

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

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

1.2 Dynamische Systeme 5

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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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)Schriftl. Prüfung 90 min oder mündliche Prüfung 30 min

5 Benotung

1.3 Weitere Grundlagen 6

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

6 Verwendbarkeit des ModulsWP Bachelor MPE

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

1.3 Weitere Grundlagen 7

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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)

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 120 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc MEC, MSc ETiT

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literatur

1.3 Weitere Grundlagen 8

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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

1.3 Weitere Grundlagen 9

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ModulnameSystemdynamik und Regelungstechnik II

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

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

1.3 Weitere Grundlagen 10

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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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

1.3 Weitere Grundlagen 11

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ModulnameModellbildung und Simulation

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

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

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

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

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

1.3 Weitere Grundlagen 12

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2 Technische und NaturwissenschaftlicheWahlfächer

2.1 Wahlfächer MB

ModulnameFlugmechanik I: Flugleistungen

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5030 6 CP 180 h 135 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltPhysik der Atmosphäre; Schubcharakteristik, Flugzeugpolare; stationäre Flugzustände; Flugbereichsgren-zen; Streckenflug, Start und Landung.

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

• Die physikalischen Grundlagen des Fliegens zu erklären.• Flugleistungen und Flugbereichsgrenzen eines Flugzeugentwurfs zu berechnen.• Einen Flugzeugentwurf hinsichtlich der Flugphasen Streckenflug, Start und Landung auszulegen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik III und Technische Mechanik empfohlen

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Schriftliche Prüfung 120 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsWP Bachelor MPE

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkript und weitere Unterlagen online zum Download.Bruening, Hafer, Sachs: Flugleistungen, Springer Verlag.Ruijgrok: Elements of Airplane Performance, VSSD.Scheiderer: Angewandte Flugleistung, Springer Verlag.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5030-vl Flugmechanik I: Flugleistungen

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

13

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ModulnameSichere Avioniksysteme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5110 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltOperationelle Anforderungen an Flugführungssysteme, Aufbau von Flugführungssystemen, Architekturenund Auslegungsmethoden für zuverlässige Systeme, Pilotenassistenzsysteme im Cockpit, Human Factors.

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

• Die Grundlagen der automatisierten Flugdurchführung und der Mensch-Maschine Schnittstellen inmodernen Flugzeugcockpits zu beschreiben.

• Die grundlegenden Aspekte und Methoden bei der Auslegung sicherheitskritischer Systeme in derFlugführung zu erklären.

• Die verschiedenen Systemarchitekturen zu unterscheiden.• Das komplexe Zusammenspiel von technischen Systemen, operationellen Abläufen und dem Men-

schen anhand des Beispiels Avioniksysteme zu beschreiben und zu diskutieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine; Empfohlen: Flugmechanik I, Grundlagen der Navigation I, Flugverkehrsmanagement und Flugsiche-rung, Systemzuverlässigkeit im Maschinenbau

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Mündliche Prüfung 20 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturC.C. Rodriges, S.K. Cusick: Commercial Aviation Safety, McGraw Hill 2011Messerschmidt, Bölkow, Blohm (Hrsg.): Technische Zuverlässigkeit, Springer VerlagA. Meyna, G. Pauli: Zuverlässigkeitstechnik: Quantitative Bewertungsverfahren, Hanser 2. Auflage 2010

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5110-vl Sichere Avioniksysteme

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

2.1 Wahlfächer MB 14

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ModulnameFlugmechanik II: Flugdynamik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5040 6 CP 180 h 135 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltStatische Stabilität; stationäre Längs- und Seitenbewegung, stationäre Manöver; dynamische Längs- undSeitenbewegung, dynamische Stabilität; 6 Freiheitsgrade Modell

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

• Das statische und dynamische Verhalten des Flugzeugs zu modellieren, zu analysieren und das Sys-temverhalten zu charakterisieren.

• Den Einfluss der Flugzeugkonfiguration auf das statische und dynamische Flugverhalten zu erklären.• Flugeigenschaften zu beurteilen.• Steuerflächen zur Beeinflussung des Flugzustands auszulegen.• Modelle für die Flugsimulation aufzustellen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeFlugmechanik I und Systemtheorie und Regelungstechnik empfohlen

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Mündliche Prüfung mit schriftlichem Teil (in 3er-Gruppen) 1 h

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkript und weitere Unterlagen online zum Download. Literatur: Brockhaus: Flugregelung (Springer),Yechout: Introduction to Aircraft Flight Mechanics (AIAA), McLean: Automatic Flight Control Systems.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5040-vl Flugmechanik II: Flugdynamik

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

2.1 Wahlfächer MB 15

Page 20: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameGrundlagen der Navigation I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5050 4 CP 120 h 75 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltNavigationsarten, Erdmodelle, Koordinatensyteme, Radionavigation, Grundlagen und Instrumente (ADF,VOR, DME, ILS), Koppelnavigation, Funktionsprinzip und Fehleranalyse, Satellitennavigation, Einfüh-rung in GPS, Signalaufbau und Messprinzip, Verminderung der Präzession (Dilution of Precision, DoP),Differential-GPS, Augmentation Systeme (RAIM, GIC, WAAS, LAAS, EGNOS).

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

• Die Physik der Navigation auf der Erde zu erklären.• Die verwendeten Koordinatensysteme und möglichen Kartenprojektionen einzuordnen.• Die Verfahren der Radio-, Koppel- und Satellitennavigation hinsichtlich ihrer Performance und

Einsatzmöglichkeiten zu beurteilen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeEmpfohlen: Systemtheorie und Regelungstechnik

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Dauer: 60 min, Standard BWS)Mündliche Prüfung (in 3er-Gruppen) 60 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturVorlesungsskript verfügbar.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5050-vl Grundlagen der Navigation I

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname16-23-5050-ue Grundlagen der Navigation I

Dozent Lehrform SWSÜbung 1

2.1 Wahlfächer MB 16

Page 21: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameGrundlagen der Navigation II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5060 4 CP 120 h 75 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltInertialnavigation (Aufbau Strapdown-Algorithmus, Fehlermodell, Schulerschwingung, barometrischeHöhenstützung, Ringlaserkreiselmodell und Funktionsweisen). Integrierte Navigation (Signalmittelung,Luenberger-Beobachter, Wiener-Filter, Kalman-Filter, Fehlerdetektion und –isolation, Open- und Closed-Loop-Konzept, Geländedatenbank basierte Verfahren). Navigation im Flugzeug (Aufbau und Strukturder Hybridnavigation, Navigationsdatenbank, Navigationsmodes im Flugzeug, Guidance and Control, 4D-Navigation, Required Time of Arrival). Anwendungen und Beispiele (Map Shifts, Koppelnavigation).

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

• Die Verfahren der Inertialnavigation und der integrierten fehlertoleranten Navigation hinsichtlichihrer Performance und Einsatzmöglichkeiten zu beurteilen.

• Die Funktion und Einsatzmöglichkeiten von Flight Management Systemen zu beschreiben.• Die aktuelle Verfahren der Flugführung einzuordnen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen der Navigation I, Systemtheorie und Regelungstechnik empfohlen

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, mündliche Prüfung, Dauer: 60 min, Standard BWS)Mündliche Prüfung (in 3er-Gruppen) 60 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturVorlesungsskript verfügbar.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5060-vl Grundlagen der Navigation II

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname16-23-5060-ue Grundlagen der Navigation II

Dozent Lehrform SWSÜbung 1

2.1 Wahlfächer MB 17

Page 22: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameGrundlagen der Maschinenakustik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-26-5070 6 CP 180 h 135 h 1 Jedes 2. Sem.

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

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

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

• 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 120 min, Standard BWS)Klausur 2 h

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literatur

2.1 Wahlfächer MB 18

Page 23: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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 Grundlagen der Maschinenakustik

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

2.1 Wahlfächer MB 19

Page 24: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameMechatronik und Assistenzsysteme im Automobil

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-27-5040 6 CP 180 h 105 h 1 Jedes 2. Sem.

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

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

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

• 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Schriftliche Prüfung 90 min oder mündliche Prüfung 45 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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)

8 Literatur

2.1 Wahlfächer MB 20

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Skriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

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

Dozent Lehrform SWSÜbung 2

2.1 Wahlfächer MB 21

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ModulnameForschungsseminar Fahrzeugtechnik

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

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literaturabhängig vom Themengebiet; wird vom Fachgebiet bekannt gegeben

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSForschungsseminar0

2.1 Wahlfächer MB 22

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ModulnameGrundlagen der Adaptronik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-26-5030 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes 2. Sem.

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

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

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

• 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Mündliche Prüfung 30 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.1 Wahlfächer MB 23

Page 28: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

2.1 Wahlfächer MB 24

Page 29: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

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

• 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"

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Schriftliche Prüfung (90 min) oder mündliche Prüfung 30 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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)

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-27-5030-vl Trends in Automotive Engineering

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

2.1 Wahlfächer MB 25

Page 30: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameFahrdynamik und Fahrkomfort

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-27-5020 6 CP 180 h 105 h 1 Jedes 2. Sem.

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

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.

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

• 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)Schriftliche Prüfung 90 min oder mündliche Prüfung 50 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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)

2.1 Wahlfächer MB 26

Page 31: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

8 LiteraturSkriptum zur Vorlesung, e-Learning Angebot bei Moodle

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

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

Dozent Lehrform SWSÜbung 2

2.1 Wahlfächer MB 27

Page 32: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameVerbrennungskraftmaschinen II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-03-5020 6 CP 180 h 135 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Christian Beidl

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

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

• 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.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)schriftlich oder mündlich (wahlweise)schriftlich: 1 h 30 min;mündlich: 1 h 30 min (pro 4er-Gruppe)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

2.1 Wahlfächer MB 28

Page 33: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

WPB Master MPE II (Kernlehrveranstaltungen aus dem Maschinenbau)Master Mechatronik

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturVKM II - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

2.1 Wahlfächer MB 29

Page 34: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameKonstruktion im Motorenbau II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-03-5060 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Christian Beidl

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.

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

• 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)schriftlich oder mündlich (wahlweise) schriftlich: 1 h 30 min mündlich: 1 h 30 min (pro 4er-Gruppe)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturKonstruktionen II - Skriptum, erhältlich im Sekretariat

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

2.1 Wahlfächer MB 30

Page 35: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameRaumfahrtmechanik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-25-5130 6 CP 180 h 120 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonEnglisch Dr. rer. nat. Markus Landgraf

1 LerninhaltZentralbewegung, Zwei-Körper-Problem; Satellitenbahnen, Bahnelemente und ihre Störungen; Bemerkun-gen zum Drei-Körper-Problem; Drehbewegung der Satelliten; aktive und passive Stabilisierung, Nutations-dämpfer, Bahnwechselmanöver, interplanetare Missionen; das europäische Raumfahrtprogramm.

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

• Die Flugbahn ungefesselter Raumflugkörper mittels geometrischer Analyse, Randwertproblemdefi-nition, Parametrisierung, algebraischer und/oder numerischer Analyse zu bestimmen.

• Die grundlegenden himmelsmechanischen Gesetze zu erläutern, wie die Anwendbarkeit und Be-schränkungen der Keplerschen Gesetze und die Methoden der Störungsrechung.

• Die verschiedenen Möglichkeiten der Störung der idealen Bewegung und deren Einfluss auf denRaumflugkörper zu erklären und für das Missions-Design zu nutzen.

• Die Probleme und die Möglichkeiten des erdnahen und interplanetaren Raumflugs zu beschreiben.• Die besondere Terminologie und Einheitensystematik der Raumfahrtmechanik zu benennen und zu

verwenden.• Die aktuelle Projekte und Schwierigkeiten der Himmelsmechanik, insbesondere bei der Arbeit der

europäischen Raumfahrtagentur, zu benennen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)schriftliche Hausübung (30 %); schriftliche Endklausur (60 %) mit mündlicher Komponente ( 10%)mehrere Tage (Hausübung); 1 h 20 min (Endklausur) / 10min mündliche Komponente

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkriptum, erhältlich in der ersten Vorlesungsstunde

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-25-5130-vl Raumfahrtmechanik

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

2.1 Wahlfächer MB 31

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Kurs-Nr. Kursname16-25-5130-ue Raumfahrtmechanik

Dozent Lehrform SWSÜbung 1

2.1 Wahlfächer MB 32

Page 37: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameZuverlässigkeit im Maschinenbau

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-26-5020 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes 2. Sem.

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

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.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der Lage sein:1. Zuverlässigkeitstest zu planen und durchzuführen.2. Zuverlässigkeitsdaten aus Experimenten zu bestimmen, zu analysieren und darzustellen.3. Die statistischen Zusammenhänge der Wechselwirkung von Belastung und Belastbarkeit in Bezug auf dieBeurteilung der Zuverlässigkeit zu deuten.4. Eine graphische Zuverlässigkeitsanalyse anhand eines Weibullnetzes durchzuführen.5. Statistische Schätzer zur rechnerischen Zuverlässigkeitsanalyse problembezogen anzuwenden.6. Die jeweils geeignete Analyseform für ein definiertes Problem anhand der erlernten Vor- und Nachteilegrafischer und rechnerischer Zuverlässigkeitsanalysen auszuwählen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 120 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturVorlesungsskript „Zuverlässigkeit im Maschinenbau“Bertsche, B., Lechner, G.: Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau, Springer-Verlag, 2004

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-26-5020-vl Zuverlässigkeit im Maschinenbau

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

2.1 Wahlfächer MB 33

Page 38: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

2.2 Wahlfächer ETiT

ModulnameDigitale Regelungssysteme II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2030 3 CP 90 h 60 h 1 SoSe

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

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

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

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

2.2 Wahlfächer ETiT 34

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ModulnameIdentifikation dynamischer Systeme

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

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

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“)

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

2.2 Wahlfächer ETiT 35

Page 40: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSDr. Ing. Eric Lenz Vorlesung 2

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

Dozent Lehrform SWSDr. Ing. Eric Lenz Übung 1

2.2 Wahlfächer ETiT 36

Page 41: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameMehrgrößenreglerentwurf im Zustandsraum

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

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

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

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

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

2.2 Wahlfächer ETiT 37

Page 42: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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)

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

Enthaltene Kurse

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

2.2 Wahlfächer ETiT 38

Page 43: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameEchtzeitsysteme

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

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 39

Page 44: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameGrundlagen der Schienenfahrzeugtechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2050 3 CP 90 h 60 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 Vor-lesung gliedert sich in 7 Kapitel, wobei vier Kapitel theoretische Grundlagenthemen und die drei Kapitelwesentliche 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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Dauer: 90 min, Standard BWS)In der Regel erfolgt die Prüfung durch eine Klausur (Dauer: 90 Min.). Falls sich in Semestern, in welchendie Vorlesung nicht stattfindet, bis zu einschließlich 20 Studierende anmelden erfolgt die Prüfung mündlich(Dauer: 30 Min.). Die Art der Prüfung wird innerhalb einer Arbeitswoche nach Ende der Prüfungsanmel-dephase bekannt gegeben.

5 BenotungModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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 SWSVorlesung 2

2.2 Wahlfächer ETiT 40

Page 45: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameIdentifikation dynamischer Systeme

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

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

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“)

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

2.2 Wahlfächer ETiT 41

Page 46: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSDr. Ing. Eric Lenz Vorlesung 2

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

Dozent Lehrform SWSDr. Ing. Eric Lenz Übung 1

2.2 Wahlfächer ETiT 42

Page 47: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 43

Page 48: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 44

Page 49: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 45

Page 50: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literatur

2.2 Wahlfächer ETiT 46

Page 51: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

Ausführliches 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

2.2 Wahlfächer ETiT 47

Page 52: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 48

Page 53: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameSoftware-Engineering - Einführung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-1010 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

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

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)

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Enthaltene Kurse

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

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

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

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

2.2 Wahlfächer ETiT 49

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ModulnameSoftware-Engineering - Wartung und Qualitätssicherung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-2010 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

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

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).

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Enthaltene Kurse

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

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

2.2 Wahlfächer ETiT 50

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

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

2.2 Wahlfächer ETiT 51

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ModulnameRobuste Regelung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2140 3 CP 90 h 60 h 1 SoSe

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

2.2 Wahlfächer ETiT 52

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3 ADP / Seminare, Praktika, InfINat

3.1 ADP / Seminare

3.1.1 ADP / Seminare MB

ModulnameADP (6 CP) Flugsysteme und Regelungstechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-a061 6 CP 180 h 180 h 1 Jedes Sem.

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literaturabhängig vom Projekt; wird vom Fachgebiet bekannt gegeben

Enthaltene Kurse

53

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3.1.2 ADP / Seminare ETiT

ModulnameProjektseminar Automatisierungstechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-2080 8 CP 240 h 180 h 1 WiSe

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

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.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, 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)

8 LiteraturSchulungsmaterial

Enthaltene Kurse

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

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

3.1 ADP / Seminare 54

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ModulnameProjektseminar Multimedia Kommunikation I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-sm-1030 9 CP 270 h 210 h 1 WiSe/SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz

1 LerninhaltDer Kurs bearbeitet aktuelle Forschungs- und Entwicklungsthemen aus dem Bereich der Multimedia Kom-munikationssysteme. Neben einem generellen Überblick wird ein tiefgehender Einblick in ein speziellesForschungsgebiet vermittelt. Die Themen bestimmen sich aus den spezifischen Arbeitsgebieten der Mitar-beiter und vermitteln technische und wissenschaftliche Kompetenzen in einem oder mehreren der folgen-den Gebiete:

• Netzwerk und Verkehrsplanung und Analyse• Leistungsbewertung von Netzwerk-Anwendungen• Diskrete Event-basierte Simulation von Netzdiensten• Protokolle für mobile Ad hoc Netze / Sensor Netze• Infrastruktur Netze zur Mobilkommunikation / Mesh-Netze• Kontext-abhängige/bezogene Kommunikation und Dienste• Peer-to-Peer Systeme und Architekturen• Verteil-/ und Managementsysteme für Multimedia-/e-Learning-Inhalte• Multimedia Authoring- und Re-Authoring Werkzeuge• Web Service Technologien und Service-orientierte Architekturen• Anwendungen für Verteilte Geschäftsprozesse• Ressourcen- basiertes Lernen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Fähigkeit selbständig technische Probleme im Bereich des Design und der Entwicklung von Kommuni-kationsnetzen und -anwendungen für Multimediasysteme mit wissenschaftlichen Methoden zu lösen undzu evaluieren. Erworbene Kompetenzen sind unter anderem:

• Suchen und Lesen von Projekt relevanter Literatur• Design komplexer Kommunikationsanwendungen und Protokolle• Implementierung und Testen von Software Komponenten für Verteilte Systeme• Anwendung von Objekt-Orientierten Analyse und Design Techniken• Erlernen von Projekt-Management Techniken für Entwicklung in kleine Teams• Evaluation und Analyse von wissenschaftlichen/technischen Experimenten• Schreiben von Software-Dokumentation und Projekt-Berichten• Präsentation von Projektfortschritten und -ergebnissen

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeDas Interesse herausfordernde Lösungen und Anwendungen in aktuellen Multimedia Kommunikationssys-temen zu entwickeln und zu untersuchen. Außerdem erwarten wir

• Erfahrungen in der Programmierung mit Java/C# (C/C++)• Grundlegende Kenntnisse von Objekt-Orientierten Analyse und Design-Techniken• Kenntnisse in Computer Kommunikationsnetzen. Die Vorlesungen Kommunikationsnetze I und/oder

Net Centric Systems werden empfohlen.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 Benotung

3.1 ADP / Seminare 55

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

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc/MSc iST, MSc MEC, Wi-CS, Wi-ETiT, BSc/MSc CS

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturDie Literatur besteht aus einer Auswahl an Fachartikeln zu den einzelnen Themen. Als Ergänzung wird dieLektüre ausgewählter Kapitel aus folgenden Büchern empfohlen:

• Andrew Tanenbaum: „Computer Networks“. Prentice Hall PTR (ISBN 0130384887)• Raj Jain: "The Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques for Experimental Design,

Measurement, Simulation, and Modeling"(ISBN 0-471-50336-3)• Erich Gamma, Richard Helm, Ralph E. Johnson: "Design Patterns: Objects of Reusable Object Orien-

ted Software"(ISBN 0-201-63361-2)• Kent Beck: Ëxtreme Programming Explained - Embrace Changes"(ISBN-13: 978-0321278654)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-sm-1030-pj Projektseminar Multimedia Kommunikation I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz Projektseminar 4

3.1 ADP / Seminare 56

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ModulnameProjektseminar Regelungstechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-2090 8 CP 240 h 180 h 1 SoSe

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

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“

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.1 ADP / Seminare 57

Page 62: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameProjektseminar Robotik und Computational Intelligence

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-2070 8 CP 240 h 180 h 1 SoSe

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, 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)

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

3.1 ADP / Seminare 58

Page 63: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameSeminar Multimedia Kommunikation I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-sm-2300 4 CP 120 h 75 h 1 WiSe/SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch und Englisch Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz

1 LerninhaltDas Seminar befasst sich mit aktuellen und aufkommenden Themen im Bereich multimedialer Kommu-nikationssysteme, welche als relevant für die zukünftige Entwicklung des Internets sowie der Informa-tionstechnologie im Allgemeinen erachtet werden. Hierzu erfolgt nach einer ausführlichen Literaturar-beit die Zusammenfassung sowie die Präsentation von ausgewählten, hochwertigen Arbeiten und Trendsaus aktuellen Top-Zeitschriften, -Magazinen und -Konferenzen im Themenfeld Kommunikationsnetze undMultimediaanwendungen. Die Auswahl der Themen korrespondiert dabei mit dem Arbeitsfeld der wissen-schaftlichen Mitarbeiter.Mögliche Themen sind:

• Knowledge & Educational Technologies• Self organizing Systems & Overlay Communication• Mobile Systems & Sensor Networking• Service-oriented Computing• Multimedia Technologies & Serious Games

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden erarbeiten sich an Hand von aktuellen wissenschaftlichen Artikeln, Standards und Fach-büchern tiefe Kenntnisse über Multimedia Kommunikationssysteme und Anwendungen, welche die Zukunftdes Internet bestimmen.Dabei werden Kompetenzen in folgenden Gebieten erworben:

• Suchen und Bewerten von relevanter wissenschaftlicher Literatur• Analysieren und Einschätzen von komplexen technischen und wissenschaftlichen Informationen• Schreiben von technischen und wissenschaftlichen Zusammenfassungen und Kurzberichten• Präsentation von technischer und wissenschaftlicher Information

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsCS, WiCS, ETiT, Wi-ETiT, BSc/MSc iST

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturEntsprechend des gewählten Themenbereichs (ausgewählte Artikel aus Journalen, Magazine und Konfe-renzen).

Enthaltene Kurse

3.1 ADP / Seminare 59

Page 64: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

Kurs-Nr. Kursname18-sm-2300-se Seminar Multimedia Kommunikation I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz Seminar 3

3.1 ADP / Seminare 60

Page 65: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameSeminar Softwaresystemtechnologie

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-su-2080 4 CP 120 h 90 h 1 SoSe

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

1 LerninhaltIn diesem Seminar werden von den Studenten wissenschaftliche Ausarbeitungen aus wechselnden Themen-bereichen angefertigt. Dies umfasst die Einarbeitung in ein aktuelles Thema der IT-Systementwicklung mitschriftlicher Präsentation in Form einer Ausarbeitung und mündlicher Präsentation in Form eines Vortrages.Die Themen des aktuellen Semesters sind der Webseite der Lehrveranstaltung zu entnehmen www.es.tu-darmstadt.de/lehre/sst.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach erfolgreicher Absolvierung des Seminars sind die Studenten in der Lage sich in ein unbekanntesThemengebiet einzuarbeiten und dieses nach wissenschaftlichen Aspekten aufzuarbeiten. Die Studentenerlernen die Bearbeitung eines Themas durch Literaturrecherche zu unterstützen und kritisch zu hinter-fragen. Weiterhin wird die Fähigkeit erworben, ein klar umrissenes Thema in Form einer schriftlichenAusarbeitung und in Form eines mündlichen Vortrags unter Anwendung von Präsentationstechniken zupräsentieren.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundkenntnisse der Softwaretechnik sowie Programmiersprachenkenntnisse

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc iST, BSc Informatik, MSc ETiT

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-su-2080-se Seminar Softwaresystemtechnologie

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Andreas Schürr Seminar 2

3.1 ADP / Seminare 61

Page 66: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnamePraxisorientierte Projektierung elektrischer Antriebe (Antriebstechnik für Elektroautos)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-2120 5 CP 150 h 120 h 1 SoSe

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

1 LerninhaltInhalt des Vortragsteils: Mono- und Hybridkonzepte - Antriebsmotoren - Hybridstrategien - ElektrischeMaschinen (GSM, ASM, SRM, PSM) - Antriebskonzepte - Fahrdynamik – EnergiespeicherInhalt der Seminararbeit: - Simulation eines Straßenfahrzeuges mit elektrischem Antriebsstrang - Gege-benenfalls Vergleich der Rechnung mit Messergebnissen - Präsentation der Seminararbeit

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseKenntnisse der grundlegenden Auslegungsverfahren für E-Antriebe in Hybrid- und Elektroautomobilen

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeBachelor-Abschluss Elektrotechnik oder Mechatronik, Ëlektrische Maschinen und Antriebeünd „Leistungs-elektronikëmpfohlen

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturVortragsskriptum Binder,A.: Elektrische Maschinen und Antriebe 1, TUD (Institut für elektr. Energiewand-lung)Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer Verlag Berlin

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2120-se Praxisorientierte Projektierung elektrischer Antriebe (Antriebstechnik für Elektroautos)

Dozent Lehrform SWSProf. Harald Neudorfer Seminar 2

3.1 ADP / Seminare 62

Page 67: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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“

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.1 ADP / Seminare 63

Page 68: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

3.1 ADP / Seminare 64

Page 69: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, BSc iST

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.1 ADP / Seminare 65

Page 70: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

3.1 ADP / Seminare 66

Page 71: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.1 ADP / Seminare 67

Page 72: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

3.1.3 ADP / Seminare Inf

ModulnameRobotik-Projektpraktikum

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0248 9 CP 270 h 180 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 Literatur

Enthaltene Kurse

3.1 ADP / Seminare 68

Page 73: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSProjekt 6

3.1 ADP / Seminare 69

Page 74: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

3.2 Praktika

ModulnamePraktikum Regelungstechnik II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-2060 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe

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

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.2 Praktika 70

Page 75: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameTutorium Flugmechanik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-23-5080 4 CP 120 h 60 h 1 Jedes 2. Sem.

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

1 LerninhaltMessungen am Boden; Durchführung von Messflügen mit einem 2-sitzigen Motorsegler unter Leitung einesFluglehrers: Untersuchungen zu Flugleistungen und Flugeigenschaften; Versuchsprotokoll mit anschließen-der Auswertung der Flugmanöver.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden sind in der Lage: ausgewählte Flugleistungen und Flugeigenschaften messtechnisch zubestimmen; Flugleistungen und Flugeigenschaften eines Motorseglers aufgrund eigener Erfahrung einzu-ordnen und zu beurteilen; Möglichkeiten und Grenzen der Flugmesstechnik zu beurteilen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeFlugmechanik I und II

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturPraktikumsanleitung verfügbar.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-23-5080-tt Tutorium Flugmechanik

Dozent Lehrform SWSTutorium 4

3.2 Praktika 71

Page 76: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnamePraktikum Matlab/Simulink II

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

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSC MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.2 Praktika 72

Page 77: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

3.3 InfINat

3.3.1 Kernfächer InfINat

ModulnameGrundlagen der Flugantriebe

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-04-5010 8 CP 240 h 180 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Heinz-Peter Schiffer

1 LerninhaltTheoretische Grundlagen des Flugantriebs; Thermodynamischer Kreisprozess; Komponenten; Schadstoff-bildung.

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

• Die verschiedenen Arten von Strahlantrieben zu klassifizieren und die Funktionsweise eines einfa-chen, luftatmenden Strahltriebwerks zu erklären.

• Den Kreisprozess eines Flugantriebs darzustellen und die Auswirkungen variierender Kreisprozess-parameter (z.B. Turbineneintrittstemperatur, Flugmachzahl) auf den Kreisprozess zu erläutern

• Verschiedene Triebwerks- und Komponentenwirkungsgrade zu erklären.• Die Schubgleichung, die Eulersche Turbinengleichung und die Gleichungen zur Beschreibung der

Triebwerkswirkungsgrade (thermischer Wirkungsgrad, Vortriebswirkungsgrad) durch Anwendungder Erhaltungsgleichungen (Masse, Energie, Impuls) herzuleiten.

• Die Kernkomponenten eines Strahltriebwerks und die spezifischen Komponenteneigenschaften und-funktionsweisen zu erklären.

• Die jetzigen und zukünftigen Anforderungen an ein Triebwerk aufzulisten sowie deren Bedeutungfür die Komponenten, deren Auswirkung auf die Verlustmechanismen und Schadstoffentstehung zuerklären.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagenkenntnisse in Thermodynamik und Strömungslehre (hier insbeondere kompressible Strömung)sind zwingend erforderlich.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Schriftliche Prüfung 90 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsWP Bachelor MPE

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkript ’Flugantriebe und Gasturbinen’ und Vorlesungsfolien (Internet Homepage des Fachgebiets:www.glr.maschinenbau.tu-darmstadt.de).Bräunling, W. J. G.: Flugzeugtriebwerke, Springer Verlag.Cohen, H.; Rogers, G. F. C.: Gas Turbine Theory, Longman Group Limited.

Enthaltene Kurse

3.3 InfINat 73

Page 78: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

Kurs-Nr. Kursname16-04-5010-vl Grundlagen der Flugantriebe

Dozent Lehrform SWSVorlesung 4

3.3 InfINat 74

Page 79: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

3.3.2 Wahlfächer InfINat

Alle Module aus den Wahlfächern im Wahlbereich MB und ETiTAlle 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

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus04-00-0013 9 CP 270 h 180 h 1 Jedes 2. Sem.

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsPflicht

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 75

Page 80: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameFlughafenplanung (C)

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

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturHandouts und Fachartikel

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

3.3 InfINat 76

Page 81: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameLuftverkehr B

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

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

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

Dozent Lehrform SWSÜbung 2

3.3 InfINat 77

Page 82: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameOptimierung statischer und dynamischer Systeme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0186 10 CP 300 h 210 h 1 Jedes 2. Sem.

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

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

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

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0186-iv] (Fachprüfung, 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.

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

3.3 InfINat 78

Page 83: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

3.3 InfINat 79

Page 84: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameBildverarbeitung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0155 3 CP 90 h 60 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0155-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0155-iv] (Fachprüfung, 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.

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Dozent Lehrform SWSIntegrierte Ver-anstaltung

2

3.3 InfINat 80

Page 85: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameComputer Vision I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0157 6 CP 180 h 120 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0157-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0157-iv] (Fachprüfung, 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.

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 81

Page 86: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSIntegrierte Ver-anstaltung

4

3.3 InfINat 82

Page 87: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameComputer Vision II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0401 6 CP 180 h 120 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0401-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0401-iv] (Fachprüfung, 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.

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 83

Page 88: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

Dozent Lehrform SWSIntegrierte Ver-anstaltung

4

3.3 InfINat 84

Page 89: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameGrundlagen der Robotik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus20-00-0735 10 CP 300 h 210 h 1 Jedes 2. Sem.

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

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0735-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0735-iv] (Fachprüfung, 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.

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

3.3 InfINat 85

Page 90: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

- 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

3.3 InfINat 86

Page 91: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)Modulabschlussprüfung:* Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 87

Page 92: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameMachine Learning und Deep Learning in der Automatisierungstechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-2100 3 CP 90 h 60 h 1 SoSe

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

1 Lerninhalt• Konzepte des Machine Learning• Lineare Verfahren• Support Vector Machines• Bäume und Ensembles• Training und Bewertung• Unüberwachtes Lernen• Neuronale Netze und Deep Learning• Faltende Neuronale Netze (CNNs)• CNN-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“

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 88

Page 93: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 89

Page 94: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

3.3 InfINat 90

Page 95: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnameBetriebswirtschaft für Ingenieure

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-09-5050 4 CP 120 h 90 h 1 Jedes 2. Sem.

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.

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

• 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.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Klausur 1 h 30 min

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

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

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

Enthaltene Kurse

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

Dozent Lehrform SWSVorlesung 2

3.3 InfINat 91

Page 96: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

3.3 InfINat 92

Page 97: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, BSc iST

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 93

Page 98: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

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

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

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

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des Moduls

3.3 InfINat 94

Page 99: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 95

Page 100: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) · Modulhandbuch: M.Sc. Mechatronik (PO 2014) Aerospace Mechatronics Stand: 01.03.2020 Studienbereich Mechtronik Email: studienberatung@mechatronik.tu-darmstadt.de

ModulnamePraktikum Matlab/Simulink II

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

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

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.

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

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

6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSC MEC

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

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

3.3 InfINat 96