376.050 Mechatronische Systeme
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020W, VU, 4.0h, 6.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Hybrid

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage Grundprinzipien der Systemintegration mechatronischer Systeme zu erklären.Ziel dieses Moduls ist die Vermittlung eines Systemverständnisses und des Zusammenwirkens unterschiedlicher Systemkomponenten und Teil-Systeme.

Es werden Grundlagen dynamischer Systeme sowie die physikalischen Funktionsprinzipien von mechatronischen Komponenten und Teilsystemen, wie sie in modernen mechatronischen Systemen und Automatisierungslösungen in der Hochtechnologie Einsatz finden, vermittelt.

In der Vorlesung wird ein gesamtheitlicher Ansatz und das dazugehörige Systemdenken vermittelt, um bestehende mechatronische Systeme technisch zu analysieren und zu evaluieren, sowie Grundlagen des Systemdesigns und der Auswahl der optimalen Komponenten und Funktionsprinzipien zu erarbeiten (Synthese). Durch gruppenorientiertes Arbeiten und Reflexion des erworbenen Wissens wird Sozialkompetenz vermittelt.

Im Rahmen der Laborübung werden die theoretischen Grundlagen aus der Vorlesung an praktischen Beispielsystemen angewendet. Es wird der Aufbau einfacher mechatronischer Systeme durchgeführt und das dynamische Systemverhalten analysiert und in weiterer Folge gezielt beeinflusst (Synthese und Evaluation).

Inhalt der Lehrveranstaltung

Analyse und Synthese mechatronischer Systeme, inklusive Systemintegration und design.
Systems Engineering, CAD, Dynamik von Positioniersystemen und deren Auslegung (System Design), Nachgiebigkeit (compliance), Durchlässigkeit (transmissibility), Dämpfung in Präzisionspositioniersystemen, Null-Steifigkeits-Aktuation, Lorentzaktuator, Reluktanzaktuator, Linearmotor, Duale Aktuation mit Folge-Aktuator, Piezoaktorik, analoge Elektronik, Leistungselektronik, Servoproblem, Echtzeitsysteme (harware/software), DSP, FPAA, FPGA, Regelung und Steuerung mechatronischer Systeme, Iterative Learning Control, Systemintegration (inkl. Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit), Messtechnik in der Mechatronik, Abbe-Prinzip, Auflösung, Präzision, Genauigkeit, A/D-D/A-Wandler, Quantisierung, zeitliche Abtastung, Signalverarbeitung,
Sensoren in der Mechatronik, Dehnmessstreifen, Laserlichtzeiger, Encoder, Interferometer, Vibrometer, LVDT, kapazitive Sensoren, Ultraschallsensoren, Beschleunigungsmessung (MEMS-basiert und Geophone), Messverstärker, optische Messtechnik, Speckle-Messtechnik, intelligente Kameras, Systemintegration, Beispiele komplexer mechatronischer Systeme aus der Hochtechnologie, adaptive Optik, Rastersondenmikroskopie, Nano-Lithographiesysteme (Wafer Scanner)

Methoden

Einführungskurs in Finite Elemente Simulation

Rechenübungen mit Beispielen zur Vertiefung der Vorlesungsinhalte

Im Wintersemester 2020/21 finden die Vorlesungen online via ZOOM statt.

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Die Vorlesung am Mittwoch beginnt online um 11:05 h in Zoom
Die Vorlesung am Donnerstag beginnt online um 11:05 h in Zoom

Die erste Vorlesung findet online (Zoom) am 7.Oktober 2020 statt.

Virtueller Hörsaal:
ZOOM LINK:              https://tuwien.zoom.us/j/99442610562?pwd=T2ZwV21tWFFXV3Q1T2tHYy9OUHFxUT09
ZOOM Meeting-ID:   994 4261 0562
ZOOM Passwort:      MechTron20

Rechenübung / Computation exercise (verpflichtend)
Für einen erfolgreichen Abschluss müssen mindestens drei der insgesamt vier Rechenbeispiele positiv abgeschlossen werden. Es müssen in jedem Fall alle 4 Rechenübungen abgegeben werden (auch wenn die ersten drei bereits positiv beurteilt sind). Die Abgabe der Rechenbeispiele erfolgt in Form eines PDF Dokuments per E-Mail an die beiden Empänger Shingo Ito (ito@acin.tuwien.ac.at) und Andras Galffy (galffy@acin.tuwien.ac.at). Die Abgabefrist ist:

  • Computation exercise 1: 16:00 Uhr, 11.11.2020
  • Computation exercise 2: 16:00 Uhr, 25.11.2020
  • Computation exercise 3: 16:00 Uhr, 22.12.2020
  • Computation exercise 4: 16:00 Uhr, 20.01.2021

CAX exercise (verpflichtend)

Die Anmeldung zu der CAx Übung (Gruppenanmeldung) öffnet im TISS nach der Vorlesung am 21.10.2020.

  • Raum: Internet Raum FH1, Freihaus
  • Die Übung beginnt an den unten angegebenen Tage um 9 Uhr
  • Gruppe 1: 27.10.2020 und 28.10.2020
  • Gruppe 2: 03.11.2020 und 04.11.2020
  • Gruppe 3 (falls notwendig): 09.11.2020 und 10.11.2020

 

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.11:00 - 13:0007.10.2020 - 27.01.2021 ZOOM meeting (LIVE)VO
Do.11:00 - 13:0008.10.2020 - 21.01.2021 ZOOM meeting (LIVE)VO
Mechatronische Systeme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.07.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.08.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.14.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.15.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.21.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.22.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.28.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.29.10.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.04.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.05.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.11.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.12.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.18.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.19.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.25.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.26.11.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.02.12.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.03.12.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Mi.09.12.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO
Do.10.12.202011:00 - 13:00 ZOOM meetingVO

Leistungsnachweis

Die VU hat einen immanenten Prüfungscharakter, beginnend mit der Eintragung zur Teilnahme an den CAX-Übungen.
Der positive Abschluss der Rechenübungen und der CAX-Übungen ist Voraussetzung für die mündliche Prüfung - Ist die Voraussetzung zur Zulassung zur mündlichen Prüfung nicht gegeben, wird ein negatives Zeugnis für die gesamt VU ausgestellt.

Ist die Zulassungvoraussetzung erfüllt (Rechenübungen und CAX-Übung positiv angenommen), bleibt diese auch über den Vorlesungszyklus hinweg aufrecht, d.h. die mündliche Prüfung muss NICHT innert Jahresfrist absolviert werden sondern kann zu jedem Prüfungstermin ab Vorlesungsende abgelegt werden.

LVA-Anmeldung

Die Anmeldung erfolgt über Gruppen-Anmeldung.

Gruppen-Anmeldung

GruppeAnmeldung VonBis
CAx Gruppe 1 (27.-28.10.)21.10.2020 13:0025.10.2020 18:00
CAx Gruppe 2 (04.-05.11.)03.11.2020 15:3004.11.2020 06:00
CAx Gruppe 3 (09.-10.11.)03.11.2020 15:3006.11.2020 18:00

Curricula

Literatur

Als Kursunterlage dient das Buch:
The Design of High Performance Mechatronics: High-Tech Functionality by Multidisciplinary System Integration, 2nd revised edition,
R. Munnig Schmidt, G. Schitter, J. Van Eijk,
Delft University Press, ISBN 978-1-61499-367-4 (2014)

Das Buch kann zum Studierendenpreis im Sekretariat am ACIN (Fr. Grabensteiner) erworben werden.

Eine Liste mit Korrekturen für das Buch kann unter folgendem Link gefunden werden:
errata.rmsmechatronics.nl

Vertiefende Lehrveranstaltungen

Weitere Informationen

  • Anwesenheitspflicht!

Sprache

Englisch