Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

• die Bewegung von Starrkörpersystemen (z.B. Roboter) zu modellierung und simulieren.
• die Eigenschaften von numerischen Lösungsmethoden für Differentialgleichungen zu beurteilen.
• Computeralgebraprogramme (Maple) und Computernumerikprogramme (Matlab/Simulink) zur Modellierung, Simulation und Analyse von dynamischen Systemen einzusetzen.
• einfache mechatronische Systeme mathematisch zu beschreiben.
• lineare Reglerentwürfe (FKL-Entwurf, Polvorgabe) für diese Systeme anzuwenden.

Vorlesungsteil im Wintersemester: Roboterkinematik (Rotationsmatrizen, Euler Winkel, Roll-Pitch-Yaw Winkel, Translatorische Bewegung, Kombinierte Rotation und Translation, Drehwinkelgeschwindigkeit, Manipulator Jacobi Matrix), Starrkörperdynamik (kinetische Energie, potentielle Energie, Euler Lagrange Gleichungen), Inverse Kinematik für Robotersysteme, Einführung in numerische Simulationsmethoden

Laborübungen im Sommersemester:  Einführung in Matlab/Simulink, Einführung in das Computeralgebraprogramm Maple, Anwendung der Theorie zur mathematischen Modellierung aus dem Vorlesungsteil sowie der Methoden aus der Vorlesung Automatisierung auf konkrete Simulationsbeispiele und Laborversuche

Vortrag, Laborübung, Ausarbeitung von Aufgaben vor den Übungsterminen, selbständiges Erarbeiten von weiterführenden Aufgaben in den Übungsterminen, Umsetzung der entworfenen Regler und Beobachter an Laboraufbauten, Diskussion der zugrundeliegenden Theorie in den Laborübungen

• Die Vorbesprechung für diese Vertiefungsveranstaltung findet am Fr. den 11.10.2019, 12:00-14:00 Uhr im EI5 statt.
• Im Wintersemester wird eine zweistündige Vorlesung zum Thema "Fachvertiefung - Automatisierungs- und Regelungstechnik" angeboten. Die Vorlesung beginnt ca. zur Semesterhälfte, siehe Unterpunkt "Termine". Es besteht Anwesenheitspflicht (min. 40%).
• Im darauffolgenden Sommersemester werden die im Rahmen der Vorlesungen "Automatisierung", "Modellbildung" und "Fachvertiefung - Automatisierungs- und Regelungstechnik" erworbenen theoretischen Kenntnisse anhand konkreter Beispiele umgesetzt. Dazu erfolgt eine Einführung in die Standardsoftwarewerkzeuge der Regelungstechnik (Matlab/Simulink, Maple). Die Vorbesprechung und Gruppeneinteilung findet in der letzten Vorlesung im Wintersemester statt.

Der Leistungsnachweis setzt sich aus folgenden Punkten zusammen:

1. Überprüfung der vorbereiteten Aufgaben und
2. Mitarbeit während des Praktikums.

Aus organisatorischen Gründen ist eine Anmeldung für die LVA erforderlich. Zudem gilt für die 1. Vorlesung Anwesenheitspflicht, da hier wichtige inhaltliche und organisatorische Punkte besprochen werden.

Ein Skriptum zum Vorlesungsteil und zum Übungsteil der Lehrveranstaltung ist hier erhältlich.