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#40553 / #1

SS 2014 - SS 2014

Deutsch

Mechatronik

12

Gühmann, Clemens

benotet

Portfolioprüfung

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Energie und Automatisierungstechnik

34311600 FG Elektronische Mess- und Diagnosetechnik

Keine Angabe

Kontakt


EN 13

Beyer, Christine

clemens.guehmann@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden besitzen einen Überblick auf dem Gebiet der Mechatronik und können für die Kernaufgaben Steuerung, Regelung und Diagnose mechatronischer Komponenten (im Kraftfahrzeug) nach wissenschaftlichen Methoden selbständig Lösungen erarbeiten. Das Modul vermittelt überwiegend: Fachkompetenz 40x Methodenkompetenz 40x Systemkompetenz 10x Sozialkompetenz 10x

Lehrinhalte

In der Vorlesung Modellbildung und Echtzeitsimulation wird anfangs eine Einführung in die Mechatronik gegeben, um anschließend die Methoden und Werkzeuge zur Modellbildung zu lehren. Als Anwendung in der Mechatronik gelten die Gebiete der Diagnose, der Steuerung und der Regelung. In der VL Mustererkennung und Technische Diagnose werden die statistischen Grundlagen der Muster-erken-nung gelehrt. Anschließend werden Klassifikations- und Mustererkennungsverfahren sowie mo-derne Diagnoseverfahren für mechatronische Systeme (Kfz) behandelt. Das Praktikum Mustererkennung und Technische Diagnose enthält die Inhalte der Vorlesung, wobei praktische Probleme gelöst werden: Klassifikation von Elektromotoren. In dem Praktikum Modellbildung und Steuergeräteoptimierung in der Automobilelektronik steht die Anwendung von Modellen im Optimierungsprozess von Kfz-Steuergeräten im Vordergrund. Dazu wird beispielhaft der Prozess einer modellbasierten Applikation (Kalibrierung) eines Dieselmotors durchge-führt. Die dafür nötigen Modelle lassen sich aus Messplänen ableiten, die mit Hilfe der Statistischen Versuchsplanung (DoE) erstellt werden. Es wird sowohl auf die Testplanung, Modellbildung und Optimierung eingegangen als auch auf die Ansteuerung und Regelung von Motorkomponenten an einem Hardware-in-the-Loop-Simulationssystem. Das Praktikum ist sowohl für die Studierenden der Vorlesung Modellbildung und Echtzeitsimulation als auch der Vorlesung Einführung in die Automobilelektronik vorgesehen. Die Schwerpunkte werden je nach Kenntnisstand individuell gesetzt. In den Lehrveranstaltungen Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose und Großes Projekt Simulation und Technische Diagnose werden Projekte aus aktuellen Themen der Simulation mechatro-nischer Systeme insbesondere aus dem Bereich der Kraftfahrzeugtechnik und der Technischen Diag-nose bearbeitet. In Form eines Lastenheftes werden die Basisanforderungen, die das zu realisierende „Produkt“ erfüllen muss, von den Studierenden aufgeführt. Anschließend ist eine Projektplanung vorzunehmen. Hierbei ist sowohl eine Zeit- als auch Kapazitätsplanung mit der entsprechenden Verteilung der Aufgaben durchzu-führen. Aus der Planung muss die zeitliche Belastung (Workload) der einzelnen Bearbeiter hervorge-hen. Nach der Freigabe des Lastenheftes durch den Betreuer und der Planung erfolgt die selbständige Problemlösung und Umsetzung der Aufgabe. Das Projektergebnis wird abschließend dokumentiert und in einem Vortrag präsentiert. In der VL Einführung der Automobilelektronik werden Sensoren, Aktuatoren, elektronische und elektri-sche Komponenten, Bussysteme, elektronische Steuergeräte und die Softwarestrukturen der Steuerge-räte behandelt. Anschließend werden exemplarische elektronische Systeme eines Fahrzeuges behan-delt. Hierzu zählen die Motorsteuerung, die Getriebesteuerung, die elektrische Energieversorgung sowie die Bremssysteme. In der VL Einführung in die Steuerung und Regelung von Kfz-Antriebssträngen wird auf die zur Rege-lung und Steuerung notwendigen Kfz-Steuergerätesysteme eingegangen. Es werden dabei die Themen Getriebeelektronik, Steuerung und Regelung typischer motorischer Prozesse und Verfah-ren/Anwendungen der Motorsteuergeräteparametrierung (Applikation) behandelt. In dem Praktikum Einführung in die Steuerung und Regelung von Kfz-Antriebssträngen werden Aufgaben in Gruppenarbeit aus der Vorlesung behandelt, die durch Simulationswerkzeuge wie Simulink zu lösen sind.

Modulbestandteile

Pflichtteil:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Modellbildung und Echtzeitsimulation technischer SystemeVL0430 L 318WiSeKeine Angabe2
Mustererkennung und Technische DiagnoseVL0430 L 343SoSeKeine Angabe2

WP:

Aus den folgenden Veranstaltungen muss/müssen 6 Leistungspunkte abgeschlossen werden.

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Einführung in die AutomobilelektronikVL0430 L 320WiSeKeine Angabe2
Großes Projekt Simulation und Technische DiagnosePJ0430 L 332WiSe/SoSeKeine Angabe4
Kleines Projekt Simulation und Technische DiagnosePJ0430 L 331WiSe/SoSeKeine Angabe2
Mustererkennung und Technische DiagnosePR0430 L 341SoSeKeine Angabe2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Einführung in die Automobilelektronik (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Großes Projekt Simulation und Technische Diagnose (PJ):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Dokumentation1.030.0h30.0h
Durchfürung/Bearbeitung1.0130.0h130.0h
Planung1.010.0h10.0h
Präsentation (inkl. Erarbetung)1.010.0h10.0h
180.0h(~6 LP)

Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose (PJ):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Dokumentation1.010.0h10.0h
Durchführung/Bearbeitung1.060.0h60.0h
Planung1.010.0h10.0h
Präsentation (ink. Erarbeitung)1.010.0h10.0h
90.0h(~3 LP)

Modellbildung und Echtzeitsimulation technischer Systeme (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Mustererkennung und Technische Diagnose (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Mustererkennung und Technische Diagnose (PR):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit8.02.0h16.0h
Vorbereitung Rücksprache1.02.0h2.0h
Vor- und Nachbereitung (Termine)8.09.0h72.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 360.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 12 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

* Vorlesungen (VL): Frontalvortrag * Praktikum (PR): eigenstandige Bearbeitung von Aufgaben * Projekt (PJ): selbstandige Losung eines technischen Problems in Gruppenarbeit

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Grundlagen der Messdatenverarbeitung, Regelungstechnik, Elektronikgrundkenntnisse, Kenntnisse in der mathematisch-technischen Programmiersprache MATLAB® / Simulink®

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

Keine Angabe

Sprache

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkte/GewichtKategorieDauer/Umfang
PJ Großes Projekt Simulation und Technische Diagnose - Dokumentation25Keine AngabeKeine Angabe
PJ Großes Projekt Simulation und Technische Diagnose - Entwickelte Hardware/ Software20Keine AngabeKeine Angabe
PJ Großes Projekt und Technische Diagnose - Abschlusspräsentation5Keine AngabeKeine Angabe
PJ Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose - Abschlusspräsentation2Keine AngabeKeine Angabe
PJ Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose - Dokumentation13Keine AngabeKeine Angabe
PJ Kleines Projekt Simulation und Technische Diagnose - Entwickelte Hardware/Software10Keine AngabeKeine Angabe
PR Mustererkennung und Technische Diagnose - 4 Protokolle20Keine AngabeKeine Angabe
PR- Mustererkennung und Technische Diagnose - mündliche Rücksprache 5Keine AngabeKeine Angabe
VL Einführung in die Automobilelektronik - schriftlicher Test25Keine AngabeKeine Angabe
VL Modellbildung und Echtzeitsimulation - schriflicher Test25Keine AngabeKeine Angabe
VL Mustererkennung und Technische Diagnose - mündliche Rücksprache25Keine AngabeKeine Angabe

Notenschlüssel

Keine Angabe

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Insgesamt können 100 Portfoliopunkte erreicht werden: * Vorlesungen (50 Portfoliopunkte) * Praktikum oder Projekt (insgesamt 50 Portfoliopunkte) Im Rahmen des Praktikums und Projektes sind jeweils verschiedene Studienleistungen zu erbringen. Ihre Art und Gewichtung in Portfoliopunkten sind in der unten stehenden Tabelle aufgeführt. Die Gesamtnote gemäß §47 (2) AllgStuPO wird nach dem Notenschlüssel 2 der Fakultät IV ermittelt.

Dauer des Moduls

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

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung für die Projekte und Praktika im Sekretariat EN 13 (üblicherweise vor bzw. zu Beginn der Vorlesungszeit). Siehe http://www.mdt.tu-berlin.de Die Anmeldeformalitäten für die Portfolioprüfung werden in der ersten Vorlesung der betreffenden Veranstaltung bekannt gegeben.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
: Kraftfahrtechnische s Taschenbuch., 25. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2004
Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohl farth, U.: Matlab-Simulink-Stateflow. Oldenbourg- Verlag 2003
Bosch: Autoelektrik – Autoelektronik. Systeme und Komponenten, 5. Auflage 2007
Bosch: Autoelektrik – Autoelektr onik am Ottomotor VDI-Verlag, 1994
Bosch: Diesel-Motormangement, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag 2004
Bosch: Otto-Motormangement, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag 2005
Brammer, K.; Siffling, G. (1985): Kalman- Bucy-Filters. Deterministische Beobachtung und stochastische Filterung. Oldenbourg Verlag
Brammer, K.; Siffling, G. (1985): Stochastis che Grundlagen des Kalmna-Bucy-Filters. Wahr- scheinlichkeitsrechnung und Zufallsprozesse. Oldenbourg Verlag
Brause; R: Neuronale Netze Stuttgart, Teubner
Brause; R: Neuronale Netze Stuttgart, Teubner
Cellier, F., E.: Continous System Simulation. Springer, 2006
Chen, J.; Patton, R.J. (1998): Robust Model Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems. Bos- ton: Kluwer Academic Publishers.
Duda, R. O.; Hart, P. E.(2000): Pattern Classification.
Frank, P. H. (1994): Diagnoseverfahren in der Automatisierungstechnik. at – Automatisierungs- technik 42. R. Oldenbourg Verlag.
Gipser, M.: Systemdynamik und Simulation. B. G. Teubner Stuttgart – Leipzig 1999
Halfmann, C.; Holzmann, H.(2003): Adaptive Modelle für die Kfz-Dynamik. Springer Verlag
Haykin, S (1994): Neural Networks A Comprehensive Foundation Prentice Hall
Isermann, R. (1988): Identifikation dyna mischer Systeme. Band I und II. Springer-Verlag
Isermann, R. (1988): I dentifikation dynamisc her Systeme. Band I und II. Springer-Verlag
Isermann, R. (2006): Fault- Diagnosis Systems. An Introduction from Fault Detection to Fault Tolerance. Springer Verlag
Janczak, A.: Identification of Nonlinear Sy stems Using Neural Networks and Polynomial Models.
Krüger, M.: Grundlagen der Kfz-Elektronik, Hanser-Verlag, 2004
Merker, Schwarz, Stiesch, Otto: Verbrennungsmotoren Simulation der Verbrennung und Schad- stoffbildung, überarb. und akt. Auflage, Teubner, 2006. ISBN: 978-3-8351-0080-0
Nelles, Oliver: Nonlinear Sy stem Identification From Classica l Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer Verlag GmbH & Co., Berlin
Niemann, H. (1983):Klassifikation von Mustern. Springer-Verlag, Berlin.
Otter, M., und andere: Objektorientierte Modellie rung Physikalischer Systeme Aufsatzreihe in Automatisierungstechnik (AT) Teil 1 - 17, at 1999- at 12/2000
Parsons, T. (1987): Voice and Speech Processing. McGraw-Hill Book Company.
Reif, K.: Automobilelektro nik ATZ/MTZ-Fachbuch, 2006
Rojas, R (1996): Theorie der neuronalen Netz e. Eine systematische Einführung; Springer Verlag
Röpke, K.; et al.: DoE – Design of Experiments. Verlag Moderne Industrie 2005
Simani, S.; Fantuzzi, C.;Patton, R.J. (2003) : Model-based Fault Diagnosis in Dynamic Systems Using Identification Techniques, Springer-Verlag
Tiller, M: Introduction to Physical Modelling wi th Modelica. Kluwer Academic Publishers (2001)
Unbehauen, H.: Regelungstechnik I. Klassische Verfahren zur Analyse und Synthese linearer kontinuierlicher Systeme. Vieweg Verlag
Wallentowitz, H.; Reif, K.:Handbuch der Kr aftfahrzeugelektronik. Grundlagen, Komponenten, Systeme und Anwendungen Vieweg ATZ/MTZ-Fachbuch, 2006
Zimmermann, W.; Schmidgall, R.:Bussysteme in der Fahrzeugtechnik ATZ/MTZFachbuch, 2006
Zirn, O.: Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme. Expert Verlag 2002

Zugeordnete Studiengänge

Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe