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.

2021W, VU, 4.0h, 6.0EC
TUWEL

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 2021/22 findet die Vorlesung online nach einem Inverseve-Classroom-Ansatz statt (Details siehe Syllabus in den Lernunterlagen). Vertonte Foliensätze zum Selbststudium (Online-links dazum im Syllabus) und Besprechung von Fragen zu den einzelnen Vorlesungseinheiten via ZOOM-Meeting (Termine siehe Syllabus). Die unvertonten Foliensätze werden ebenso parallel dazu zum Download in TISS zur Verfügung gestellt. Vertiefende und detaillierte Erklärungen zu den Vorlesungsinhalten finden Sie ebenso im Buch zur Vorlesung The Design of High Performance Mechatronics (siehe Literatur am Ende dieser Seite).

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Distance Learning

  • Aufgrund der Maßnahmen im Zusammenhang mit dem Corona-Virus SARS-CoV-2 findet die Vorlesung "Mechatronische Systeme" im Wintersemester 2021/22 im Distance-Learning Betrieb statt. Mehr Details zu den Maßnahmen finden Sie unter https://tuwien.at/corona
  • Als Plattform zur Bereitstellung von Dokumenten und Informationen haben wir TUWEL gewählt.
  • Bitte stellen Sie sicher, dass Sie sich als Hörer in TISS für diese Lehrveranstaltung anmelden, um Zugriff auf den TUWEL Kurs zu bekommen, damit Sie die notwendigen Informationen rechtzeitig erhalten.
  • Eine Erklärung zur Vorlesung, zum Übungsmodus und zur Beurteilung und Prüfungsmodus wird mit dem Termin der 1. Vorlesung (Mittwoch 6. Oktober 2021) auf TUWEL publiziert werden. Dieser Link wird auch allen Teilnehmern zugesendet werden.
  • Der Beginn der Übungen ist am 14. Oktober 2021, weitere Infos folgen in der Erkärung mit Vorlesungsbeginn.
  • Die Diskussion der Übungsbeispiele erfolgt am Tag der Rechenübung (siehe Syllabus in den Unterlagen zur Lehrveranstaltung) in Online-Videomeetings (Zoom).
  • Die Meetings beginnen jeweils um 11:00 Uhr. Der Link zum Videomeeting ist etwa 15 Minuten vor Beginn des jeweiligen Meetings aktiv. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie rechtzeitig Ihren Zugang testen, um pünktlich am Meeting teilnehmen zu können.

Virtueller Hörsaal:
ZOOM LINK:              https://tuwien.zoom.us/j/91693889410?pwd=aiszVmNYQ2hsK2JZOXdyaUQ0eElyQT09
ZOOM Meeting-ID:   916 9388 9410
ZOOM Passwort:      MechTron21

 

Übungen (verpflichtend): Für einen erfolgreichen Abschluss der Übungen müssen sowohl die CAx-Übungen wie auch die 4 Rechenübungen positiv abgeschlossen werden.

Rechenübung / Computation exercise (verpflichtend)

Es müssen in jedem Fall alle 4 Rechenübungen abgegeben werden, wobei mindestens drei der insgesamt vier Rechenbeispiele positiv abgeschlossen werden müssen. Die Abgabe der Rechenbeispiele erfolgt durch Hochladen der entsprechenden PDF Dokumente in TUWEL. Die Abgabefristen sind:

  • Computation exercise 1: 18:00 Uhr, 10.11.2021
  • Computation exercise 2: 18:00 Uhr, 24.11.2021
  • Computation exercise 3: 18:00 Uhr, 22.12.2021
  • Computation exercise 4: 18:00 Uhr, 25.01.2022

CAx Übung (verpflichtend)

Für einen erfolgreichen Abschluss müssen 50% der zu vergebenden Gesamtpunkte erreicht werden. Die Abgabe der Übung erfolgt durch Hochladen der entsprechenden Dateien in TUWEL. Die Abgabefrist ist:

  • CAx Übung: 18:00 Uhr, 05.11.2021

 

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Do.11:00 - 13:0014.10.2021 - 27.01.2022 ZOOM meetingVO
Do.11:00 - 13:0023.12.2021 ZOOM Meeting (LIVE)Diskussion CE 3, Vorstellung CE 4 und Q&A Vorlesungen 12-15
Mechatronische Systeme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Do.14.10.202111:00 - 13:00 ZOOM meetingVorstellung CE 1 und Q&A Vorlesungen 1-2
Do.21.10.202111:00 - 13:00 ZOOM meetingVorstellung CAx und Q&A Vorlesungen 3-5
Do.11.11.202111:00 - 13:00 ZOOM meetingDiskussion CE 1, Vorstellung CE 2 und Q&A Vorlesungen 6-7
Do.25.11.202111:00 - 13:00 ZOOM meetingDiskussion CE 2, Vorstellung CE 3 und Q&A Vorlesungen 8-11
Do.23.12.202111:00 - 13:00 ZOOM MeetingDiskussion CE 3, Vorstellung CE 4 und Q&A Vorlesungen 12-15
Do.27.01.202211:00 - 13:00 ZOOM meetingDiskussion CE 4 und Q&A Vorlesungen 16-19

Leistungsnachweis

Die VU hat einen immanenten Prüfungscharakter, beginnend mit der Anmeldung zur Teilnahme an den Übungen (Rechen- und CAx-Übungen) in TUWEL.
Der positive Abschluss der Rechenübungen und der CAx-Übung 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.

Mündliche Prüfung

Ab 1. Oktober 2021 finden die mündlichen Prüfungen wieder in Präsenz am Institut (ACIN) statt.
Aufgrund der aufrechten Corona-Maßnahmen der TU Wien (https://www.tuwien.at/tu-wien/corona) ist ein entsprechender Nachweis zum Antritt der Prüfung notwendig (3G-Nachweis, "grüner Pass").
Wenn aufgrund von Vorgaben der Bundesregierung bzw. der TU Wien die Abhaltung der mündlichen Prüfung in Präsenz nicht möglich ist, wird diese Online via ZOOM durchgeführt.

Kommissionelle Prüfungen

Kommissionelle Prüfungen (4. und 5. Prüfungsantritt) finden an den folgenden Terminen statt:

  • 11.10.2021 von 09-12 Uhr
  • 26.11.2021 von 09-12 Uhr
  • 14.01.2022 von 09-12 Uhr
  • 17.03.2022 von 09-12 Uhr
  • 25.04.2022 von 09-12 Uhr
  • 24.06.2022 von 09-12 Uhr

Die Anmeldung für kommissionelle Prüfungen ist in TISS nicht möglich. Hierzu wenden Sie sich bitte spätestens zwei Wochen vor dem Prüfungstermin per Email an mechatronics376050@acin.tuwien.ac.at

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Mo.09:00 - 11:3008.11.2021Computerlabor E376, CA0426 beurteilt18.10.2021 09:00 - 01.11.2021 09:00in TISSMechatronische Systeme
Do. - 27.01.2022beurteilt06.01.2022 09:00 - 20.01.2022 09:00in TISSMechatronische Systeme - only for Erasmus students
Mo.09:00 - 11:3031.01.2022Computerlabor E376, CA0426 beurteilt10.01.2022 09:00 - 24.01.2022 09:00in TISSMechatronische Systeme

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
04.10.2021 13:00 15.10.2021 19:00 15.10.2021 19:00

Anmeldemodalitäten

Bitte melden Sie sich in TISS zum Kurs an.

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 (900 Seiten) kann zum Studierendenpreis von €45 (Normalpreis: €180) 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