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.

2022W, 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.

Präsenzvorlesungen mit Beispielen. 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

  • Aufgrund der gelockerten Maßnahmen bezüglich Covid19 findet die Vorlesung im Wintersemester wieder in Präsenz statt.
  • 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.
  • Der Beginn der Übungen ist am 18. Oktober 2022, weitere Infos folgen in der Erkärung mit Vorlesungsbeginn.
  • Die Diskussion und Lösung der Übungsbeispiele erfolgt in der Vorlesung, in der die nächste Rechenübung vorgestellt wird.

 

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, 09.11.2022
  • Computation exercise 2: 18:00 Uhr, 30.11.2022
  • Computation exercise 3: 18:00 Uhr, 21.12.2022
  • Computation exercise 4: 18:00 Uhr, 16.01.2023

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, 04.11.2022

 

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Di.11:00 - 13:0004.10.2022 - 24.01.2023EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.11:00 - 13:0006.10.2022 - 26.01.2023EI 5 Hochenegg HS VO
Mechatronische Systeme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Di.04.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.06.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.11.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.13.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.18.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.20.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.25.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.27.10.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Do.03.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.08.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.10.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Do.17.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.22.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.24.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.29.11.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.01.12.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.06.12.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Di.13.12.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung
Do.15.12.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS VO
Di.20.12.202211:00 - 13:00EI 5 Hochenegg HS Vorlesung

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.
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.09:30 - 11:3030.01.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt09.01.2023 09:00 - 23.01.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung
Di.13:00 - 15:0031.01.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt10.01.2023 09:00 - 24.01.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung - Ersatztermin für Warteliste
Mi.09:00 - 11:0001.02.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt11.01.2023 09:00 - 25.01.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung - Ersatztermin für Warteliste
Fr.09:00 - 11:0003.03.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt10.02.2023 09:00 - 24.02.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung
Mo.09:00 - 11:0013.03.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt20.02.2023 09:00 - 06.03.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung
Mi.09:00 - 11:0026.04.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt05.04.2023 09:00 - 19.04.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung
Mo.09:00 - 11:0012.06.2023 Büro Prof. Schitter CA0421beurteilt22.05.2023 09:00 - 05.06.2023 09:00in TISSMechatronische Systeme Prüfung

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
13.09.2022 12:00 09.10.2022 23:59

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

Sprache

Englisch