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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.

2019W, VU, 4.0h, 6.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

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

Vortrag im Hörsaal

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Die Vorlesung am Mittwoch beginnt um 11:05 h in HS EI2
Die Vorlesung am Donnerstag beginnt um 11:05 h in HS EI10

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 im Sekretariat (CA0421). Die Abgabefrist ist:

  • Computation exercise 1: 13.11.2019
  • Computation exercise 2: 27.11.2019
  • Computation exercise 3: 18.12.2019
  • Computation exercise 4: 14.01.2020

CAX exercise (verpflichtend)

Die Anmeldung zu der CAX Übung wird am 16.10.2019 am Ende der Vorlesung stattfinden.

  • Raum: Internet Raum FH1, Freihaus
  • Die Übung beginnt an den unten angegebenen Tage um 9 Uhr
  • Gruppe 1: 28.10.2019 und 29.10.2019
  • Gruppe 2: 04.11.2019 und 05.11.2019
  • Gruppe 3 (falls notwendig): 21.10.2019 und 22.10.2019

 

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.11:00 - 13:0002.10.2019 - 22.01.2020EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.11:00 - 13:0003.10.2019 - 23.01.2020EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mechatronische Systeme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.02.10.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.03.10.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.09.10.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.10.10.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.16.10.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.17.10.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.23.10.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.24.10.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.30.10.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.31.10.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.06.11.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.07.11.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.13.11.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.14.11.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.20.11.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.21.11.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.27.11.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.28.11.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO
Mi.04.12.201911:00 - 13:00EI 2 Pichelmayer HS VO
Do.05.12.201911:00 - 13:00EI 10 Fritz Paschke HS VO

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.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Fr.10:00 - 14:0029.11.2019 Büro Prof. Schittermündlich02.09.2019 07:00 - 24.11.2019 23:55in TISSMechatronische Systeme
Mo.10:00 - 14:0027.01.2020 Büro Prof. Schittermündlich14.10.2019 07:00 - 20.01.2020 12:00in TISSOnly Erasmusstudents
Mi.09:30 - 13:3029.01.2020 Büro Prof. Schittermündlich14.10.2019 07:00 - 26.01.2020 23:55in TISSMechatronische Systeme
Fr.09:30 - 13:3006.03.2020 Büro Prof. Schittermündlich01.10.2019 08:00 - 01.03.2020 23:55in TISSMechatronische Systeme
Fr.09:30 - 13:3020.03.2020 Büro Prof. Schittermündlich06.01.2020 07:00 - 15.03.2020 23:55in TISSMechatronische Systeme
Fr.09:30 - 13:3008.05.2020 Büro Prof. Schittermündlich02.03.2020 07:00 - 03.05.2020 23:55in TISSMechatronische Systeme
Fr.09:30 - 13:3019.06.2020 Büro Prof. Schittermündlich02.03.2020 07:00 - 14.06.2020 23:55in TISSMechatronische Systeme

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
16.10.2019 11:00 16.10.2019 13:00 16.10.2019 13:00

Anmeldemodalitäten:

Während der Vorlesung am 16. Oktober wird eine Liste aufliegen, in der sich die Studenten für die Anmeldung am CAx-Labor eintragen können. Studenten, die während dieser Vorlesung nicht anwesend sein können, werden gebeten ein Email  an schwaer@acin.tuwien.ac.at zu schreiben.

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