Moses - Regelung mechatronischer Systeme

Anzeigesprache

Diese Modulbeschreibung gilt nicht im aktuellen Semester.

Die Modulbeschreibung gilt nur für den Zeitraum SS 2019 - WiSe 2022/23. Die Version für das aktuelle Semester (SoSe 2024) finden Sie hier: Modulbeschreibung des SoSe 2024

Modul / Version:
#50705 / #2

Gültigkeit:
SS 2019 - WiSe 2022/23

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch

Titel des Moduls:
Regelung mechatronischer Systeme

Leistungspunkte:
6

Modulverantwortliche*r:
Maas, Jürgen

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Portfolioprüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät V

Institut:
Institut für Maschinenkonstruktion und Systemtechnik (IMS)

Fachgebiet:
35351400 FG Elektromechanische Konstruktionen

Prüfungsausschuss:
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat:
EW 3

Ansprechpartner*in:
Maas, Jürgen

E-Mail-Adresse:
juergen.maas@tu-berlin.de

Webseite:

http://www.emk.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage - regelungstechnische Fragestellungen zu bewältigen, die weit über die klassischen Entwurfsverfahren für lineare, zeitinvariante Eingrößensysteme hinausgehen und für mechatronische Systeme von besonderer Bedeutung sind. - das Verhalten von Mehrgrößensystemen sowie nichtlinearen Systemen zu analysieren und valide Modellmodifikationen (Vereinfachungen/Linearsierungen) und Transformationen für den Reglerentwurf anzuwenden. - eigenständig komplexe und nichtlineare Regelungen auch für neue, zuvor nicht behandelte Mehrgrößensysteme und nichtlineare Systeme zu entwerfen. - die in der Theorie entworfenen Regler zu optimieren und implementieren sowie durch Simulation und im Experiment anhand von Beispielen der Mechatronik zu erproben.

Lehrinhalte

- Entwurf von erweiterten Zustandsregelungen und -beobachtern zur Berücksichtigung von Störungen und nichtlinearem Systemverhalten - Entwurf von Mehrgrößenregelungen im Zeit- und Bildbereich - Linearisierungsmethoden für nichtlineare Regelungsstrecken (Linearisierung im Arbeitspunkt, harmonische Balance, exakte Linearisierung) - Entwurfsverfahren für schaltende Regelungen in der Phasenebene (variable Strukturregelungen, Gleitzustands-Regelungen) - Implementierung und Simulation von komplexen Regelungen für mechatronische Systeme - Experimentelle Validierung komplexer Regelungen anhand von mechatronischen Versuchsständen

Modulbestandteile

Pflichtgruppe:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	VZ
Regelung Mechatronischer Systeme	IV	3535 L 019	SoSe	Deutsch	4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Regelung Mechatronischer Systeme (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Bearbeitung der Hausaufgaben	5.0	6.0h	30.0h
Präsenzzeit	15.0	4.0h	60.0h
Prüfungsvorbereitung	1.0	30.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	4.0h	60.0h
			180.0h(~6 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die integrierte Lehrveranstaltung vermittelt im Vorlesungsteil Methoden für den Entwurf von komplexen Regelungen, die in den Übungen anhand von praxisnahen Beispielen der Mechatronik vertieft und experimentell behandelt werden. Das Anwenden der Syntheseverfahren auf konkrete Fragestellungen erfolgt interaktiv in Kleingruppen mit den Studierenden, wozu neben analytischen Entwurfsverfahren rechnergestützte Entwurfswerkzeuge wie Matlab/Simulink herangezogen und entworfene Regelungen im Rahmen von Simulationen und Experimenten an realen Versuchsaufbauten unter Verwendung von Echtzeitsystemen der Fa. dSPACE validiert werden. Hierzu werden Übungen ausgeteilt, die von den Studierenden zunächst eigenständig als bewertete Hausaufgaben im Rahmen einer Portfolioprüfung gelöst bzw. Software-seitig implementiert werden müssen. Die bewerteten Übungen dienen als Vorbereitung für die durchzuführenden Experimente an den mechatronischen Versuchsaufbauten.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Grundlagen in Matlab und Matlab/Simulink (z.B. aus Engineering Tools), Grundlagen der Zustandsraumbeschreibung und Zustandsregelungen

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

1. Voraussetzung

Modul50700 [Grundlagen der Regelungstechnik] angemeldet

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache

Deutsch

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
Hausaufgaben zur Vorbereitung der Experimente	30	flexibel	20
Schlusstest	70	schriftlich	70 min

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Semesterbegleitend werden 5 Hausaufgaben bearbeitet, die insgesamt zu 30 Punkten führen. Der Abschlusstest umfasst 70 Punkte. Die zu erreichende Gesamtpunktezahl beträgt 100.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 40.

Anmeldeformalitäten

Die Anmeldung findet in der ersten Vorlesungswoche über das ISIS-System statt. Die offizielle Anmeldung zur Prüfung muss vor der ersten Prüfungsleistung erfolgen.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Zusätzliche Informationen:
https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur

Empfohlene Literatur
Edwards, C. und S. K. Spurgeon: Sliding Mode Control - Theory and Applications. Taylor & Francis, 1998.
Föllinger, O: Nichtlineare Regelungen. Bd.1 und 2 Oldenbourg, 2001.
Föllinger, Otto: Regelungstechnik – Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, VED-Verlag
Isermann, R.: Identifikation dynamischer Systeme: Grundlegende Methoden. 2. Aufl. Springer, 2011.
Isermann, R.: Mechatronische Systeme. Grundlagen. Springer, 2008.
Unbehauen, H.: Regelungstechnik. Bd. 1-3. Vieweg.

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Zugeordnete Studiengänge wie in Version #1 gemäß Freigabe v. durch Herrn Schelewsky am 27.02.2017: • Biomedizinische Technik (Master of Science) • Informationstechnik im Maschinenwesen (Master of Science) • Maschinenbau (Master of Science) • Patentingenieurwesen (Master of Science) • Physikalische Ingenieurwissenschaft (Master of Science) Zusätzlich bitte noch nachfolgenden Studiengang, da viele Studierende in vergangenen Semestern über die Freie Wahl am Modul teilgenommen haben: • Fahrzeugtechnik (Master of Science)

Sonstiges

Keine Angabe