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Regelung mechatronischer Systeme

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#50705 / #4

Seit SoSe 2026

Deutsch, Englisch

Regelung mechatronischer Systeme

6

Maas, Jürgen

Benotet

Portfolioprüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Maschinenkonstruktion und Systemtechnik (IMS)

35351400 FG Elektromechanische Konstruktionen

Keine Angabe

Kontakt


EW 3

Maas, Jürgen

juergen.maas@tu-berlin.de

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

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Regelung Mechatronischer SystemeIV3535 L 019SoSede4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Regelung Mechatronischer Systeme (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Bearbeitung der Hausaufgaben5.06.0h30.0h
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Prüfungsvorbereitung1.030.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
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 besteht aus Präsenzveranstaltung und asynchronen Online-Beiträgen und 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:

a) obligatorisch: "Grundlagen der Regelungstechnik” oder ähnliches Modul b) wünschenswert: Grundlagen in Matlab/Simulink, Grundlagen der Zustandsraumbeschreibung und Zustandsregelungen

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Hausaufgaben20flexibelJe HA 6 h
Labor und Protokoll20schriftlichJe 90 min und 2 h
Schlusstest60schriftlich60 Minuten

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Semesterbegleitend werden Hausaufgaben zur Vorbereitung der Laborübungen bearbeitet, die insgesamt zu 20 Punkten führen. Die Teilleistung Labor und Protokolle im Umfang von 20 Punkten erfordert die Teilnahme jedes Studierenden an vier verschiedenen Laboreinheiten im Verlauf des Semesters. In diesen Laboreinheiten werden individuelle Laborübungen in Kleingruppen mit anschließender Protokollerstellung durchgeführt. Der Abschlusstest zu allen Themengebieten umfasst 60 Punkte. Die zu erreichende Gesamtpunktzahl 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

Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Sonstiges

Keine Angabe