RWTH AM-B Mechatronik Antriebssysteme Modulhandbuch
Im Folgenden finden Sie kurze Informationen zu Antriebssysteme AM-B Mechatronik. Dieses Dokument stellt die Grundlagen für den Studiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) dar. Es vermittelt die wichtigsten Informationen über den Studiengang, die Module und die Prüfungsordnung.
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Modulhandbuch Bezeichnung des Studiengangs Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bachelor of Science (B.Sc.) Datum der Einführung 1. 9. 2005 Studiengangleiter (verantwortlich) Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer Erstellungsdatum 26. 2. 2006 Version des Modulhandbuchs 1 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 97 von 175 Inhaltsverzeichnis: Überblick über die Module......................................................................................................98 Modul: G1 – Grundlagen der Mathematik 1 ...........................................................................99 Modul: G2 – Grundlagen der Physik ....................................................................................101 Modul: G3 – Grundlagen der Elektrotechnik 1 .....................................................................104 Modul: G4 – Grundlagen der Technischen Mechanik ..........................................................106 Modul: G5 – Grundlagen der Informatik ...............................................................................109 Modul: G6 – Grundlagen der Mathematik 2 .........................................................................112 Modul: G7 – Grundlagen der Elektrotechnik 2 .....................................................................114 Modul: G8 – Konstruktion und Werkstoffe............................................................................116 Modul: G9 – Fremdsprachen................................................................................................121 Modul: H1 – Mathematik und Systembeschreibungen.........................................................124 Modul: H2 – SPS und Mikroprozessortechnik......................................................................127 Modul: H3 – Digitaltechnik und Messtechnik........................................................................131 Modul: H4 – Elektronik .........................................................................................................135 Modul: H5 – Regelungssysteme ..........................................................................................138 Modul: H6 – Konstruktion und Werkstoffe............................................................................142 Modul: H7 – Elektrische Maschinen und Leistungselektronik ..............................................147 Modul: H8 – Elektrische Schaltungen und EMV...................................................................150 Modul: H9 – Interdisziplinäres Projektlabor..........................................................................153 Modul: H10 – Systeme der Mechatronik ..............................................................................155 Modul: H11 – Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme ..................................159 Modul: H12 – Modellbildung und Simulation von Systemen ................................................165 Modul: H13 – Betriebswirtschaft und Management..............................................................167 Modul: P – Praktisches Studiensemester und Kolloquium...................................................171 Modul: BT – Bachelorthesis .................................................................................................174 Modul: MP – Mündliche Bachelorprüfung ............................................................................175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 98 von 175 Überblick über die Module Modulbezeichnung Verantwortlich (Studiengang/ koordinierender Dozent) Stand G1 Grundlagen der Mathematik 1 G2 Grundlagen der Physik G3 Grundlagen der Elektrotechnik 1 G4 Grundlagen der Technischen Mechanik 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 G9 Fremdsprachen Prof. Schenk Prof. Schrödter Prof. Krug Prof. WellerdickWojtasik Prof. Schrödter Prof. Schenk Prof. Gessler Prof. WellerdickWojtasik Prof. Lanfer H1 Mathematik und Systembeschreibungen H2 SPS und Mikroprozessortechnik H3 Digitaltechnik und Messtechnik H4 Elektronik H5 Regelungssysteme H6 Konstruktion und Werkstoffe H7 Elektrische Maschinen und Leistungselektronik H8 Elektrische Schaltungen und EMV H9 Interdisziplinäres Projektlabor H10 Systeme der Mechatronik H11 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme H12 Modellbildung und Simulation von Systemen H13 Betriebswirtschaft und Management P Praktisches Studiensemester und Kolloquium BT Bachelorthesis MP Mündliche Bachelorprüfung Prof. Schenk Prof. Gessler Prof. Krause Prof. Krause Prof. Kästel Prof. Paspa Prof. Lanfer Prof. Gessler Prof. Lanfer Prof. Krug Prof. WellerdickWojtasik Prof. Krug Prof. Kästel Prof. Lanfer Prof. Lanfer Prof. Lanfer 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 9. 1. 2007 9. 1. 2007 G5 Grundlagen der Informatik G6 Grundlagen der Mathematik 2 G7 Grundlagen der Elektrotechnik 2 G8 Konstruktion und Werkstoffe 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 99 von 175 Modul: G1 – Grundlagen der Mathematik 1 Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1 1 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 107,5 7 Qualifikationsziele: G1.1 Mathematik 1: Die Studierenden beherrschen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls mathematische Kenntnisse, um Aufgabenstellungen aus naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen effizient lösen zu können. Dies betrifft insbesondere: − − − − die Anwendung komplexer Zahlen, z.B. in der Wechselstromrechnung, die Verwendung von Vektoren, z.B. in der technischen Mechanik, die Matrizenrechnung, z.B. in der Strukturmechanik, die Lösung von linearen Gleichungssystemen, z.B. bei der Modellierung und Lösung von Widerstandsnetzwerken, − die Interpretation von Funktionen und ihrer Eigenschaften, z.B. bei der Darstellung periodischer Vorgänge. Außerdem besitzen die Studierenden erste Kenntnisse des Softwaresystems MATLAB. Diese Kenntnisse dienen als Grundlage für die Anwendung von MATLAB und weiterer Programme der Softwarefamilie, wie SIMULINK, in zahlreichen Modulen des Grund- und Hauptstudiums. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G1.1 Mathematik 1 (Prof. Dr. Schenk) 6 SWS Inhalt • Grundbegriffe der Aussagenlogik und Mengenlehre • Vektorrechnung und analytische Geometrie des Raumes • Zahlenbereiche: natürliche bis komplexe Zahlen • algebraische Grundstrukturen • Vektorräume und lineare Abbildungen • Matrizenrechnung • Lineare Gleichungssysteme • Determinanten • Zahlenfolgen und Zahlenreihen • Stetige Funktionen Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 67,5 LK 1.-15. Woche 78,5 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgaben bearbeitung • Begleitende Prüfungsvorbereitung (7 ECTS) 67,5 78,5 Gesamt: 146 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung Februar 2006 Seite 100 von 175 27 16.-18. Woche 2 29 Klausur G1.1 Summe Modul G1 67,5 Gesamt: 29 107,5 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die beim Modul vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: Brauch, W.; Dreyer, H.-J.; Haacke,W.: Mathematik für Ingenieure, Verlag B.G. Teubner, 2003 Engeln-Müllges, G.; Schäfer, W.; Trippler, G.: Kompaktkurs Ingenieurmathematik, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Fetzer; Fränkel: Mathematik – 2 Bände, Lehrbuch für ingenieurwissenschaftliche Studiengänge, Springer Verlag, 1999/2005 Gramlich, G.: Lineare Algebra (Mathematik – Studienhilfen), Fachbuchverlag Leipzig, 2003 Preuß, W.; Wenisch, G. (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Fachbuchverlag Leipzig, Band 1: Grundlagen – Funktionen – Trigonometrie, 2003 Band 2: Analysis, 2000 Band 3: Lineare Algebra – Stochastik, 2001 Schott, D.: Ingenieurmathematik mit MATLAB, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Westermann, Th.: Mathematik für Ingenieure mit Maple, 2 Bände, Springer Verlag, 2001/2005 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk 18. 2. 2006 175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 101 von 175 Modul: G2 – Grundlagen der Physik Modul-Beteiligte: Prof. Dr. rer. nat. Gustav Fehrenbach, Prof. Dr. rer. nat. Christian Schrödter Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1+2 2 Sem. Jedes Sem. 8 90 135 9 Qualifikationsziele: G 2.1 Physik 1: Die Studierenden kennen in den Teilgebieten Mechanik und Optik Grundbegriffe und Erhaltungssätze. Sie können Phänomene mathematisch beschreiben und Lösungen für einfache Aufgaben entwickeln. G 2.2 Physik 2: Die Studierenden kennen die Grundlagen der klassischen phänomenologischen Thermodynamik und deren statistische Interpretation. Sie verstehen den Atomaufbau, die physikalischen Grundlagen des Periodensystems und einfache Kernreaktionen. G 2.3 Labor Physik 2: Die Studierenden besitzen Erfahrungen im Versuchsaufbau, der beobachtenden Protokollierung und der Auswertung der Messergebnisse mit Fehlerrechnung. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G 2.1 Physik 1 (Prof. Dr. Fehrenbach) 4 SWS Inhalt • Mechanik (Kinematik, Dynamik, Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls, Schwingungen und Wellen) • Optik (Strahlenoptik, optische Instrumente, Wellenoptik Auflösungsgrenzen optisches Mikroskop und REM) Lehrform/ Selbststudium Vorlesung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 45 Vorbereitung (5 ECTS) 59 Gesamt: 104 19 16.-18. Woche 2 21 Klausur G2.1 Summe 1. Semester SK 120 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur 59 Leistungsnachweis 45 80 Gesamt: 21 125 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 2. Semester G 2.2 Physik 2 (Prof. Dr. Fehrenbach) 2 SWS Inhalt • Thermodynamik (Temperaturskalen, Gasgesetze, Wärmekapazität, 1. und 2. Hauptsatz, Wärmekraftmaschinen, statistische Thermodynamik) • Atom- und Kernphysik (Elementarteilchen, Bohrsches Atommodell, Periodensystem, Röntgenstrahlung, Kernreaktionen) Lehrform/ Selbststudium Vorlesung Februar 2006 Seite 102 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeits- Leislicher stunden aufwand tungsh h Ablauf nachweis 1.-15. Woche 22,5 Vorbereitung (2 ECTS) 2 10 Klausur G2.2 2. Semester G 2.3 Labor Physik 2 (Prof. Dr. Fehrenbach) 2 SWS Inhalt • 10 Versuche (Erdbeschleunigung, Pohlsches Rad, Windkanal, dünne Linsen, Lichtgeschwindigkeit, Prismenspektrometer, Beugung am Gitter, e/m, Kalorimeter, Röntgenstrahlung) • Fehlerrechnung • Erstellen von Protokollen Lehrform/ Selbststudium Labor Selbststudium • Literaturstudium • Protokollieren 17,5 Gesamt: 40 8 16.-18. Woche Summe Bezeichnung LK 120 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 17,5 22,5 27,5 Gesamt: 10 50 Zeit- Kontakt- Arbeits- Leislicher stunden aufwand tungsAblauf nachh h weis 1.-15. Woche 22,5 27,5 SL (2 ECTS) 22,5 27,5 22,5 27,5 Gesamt: 50 50 Summe 2. Semester 45 55 100 Summe Modul G2 90 135 225 Summe Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Es werden den Studierenden mit Ausnahme der Elektrodynamik die wesentlichen physikalischen Grundlagen für ein ingenieurwissenschaftliches Hochschulstudium vermittelt. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Literatur/Lernquellen: G2 Physikalische Grundlagen: Gerthsen, Ch.: Physik, Springer Verlag, Berlin 2005 Ersteller: Datum: Prof. Dr. rer. nat. Gustav Fehrenbach, Prof. Dr. rer. nat. Christian Schrödter 18. 2. 2006 Februar 2006 Seite 103 von 175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 104 von 175 Modul: G3 – Grundlagen der Elektrotechnik 1 Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Pflichtfach 1 1 Sem. Jedes Sem. 7 78,75 Arbeitsaufwand Credits 96,25 7 Qualifikationsziele: G3.1 Elektrotechnik 1: Die Studierenden beherrschen die grundsätzlichen Methoden zur Beschreibung elektromagnetischer Felder sowie magnetischer Kreise. Zusätzlich kennen Sie die Methoden zur Analyse von elektrischen Schaltungen. G3.2 Labor Elektrotechnik 1: Die Studierenden beherrschen den Umgang mit Messmitteln sowie grundlegende Fertigkeiten im Umgang mit dem Simulationsprogramm PSPICE. Zusätzlich können sie die Mess- und Simulationsergebnisse interpretieren und auf ihre Richtigkeit hin überprüfen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G3.1 Elektrotechnik 1 (Prof. Dr. Krug) 6 SWS Inhalt • Grundbegriffe der Elektrotechnik • Zweipole • Vierpole • Netzwerkanalyse • Elektrische Felder • Magnetische Felder Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Labor Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 67,5 LK 1.-15. Woche 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben • Literaturstudium (6 ECTS) 67,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 57 Vorbereitung Gesamt: 124,5 23,5 16.-18. Woche 2 25,5 Klausur G3.1 Summe 57 67,5 82,5 Gesamt: 25,5 150 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 1. Semester G3.2 Labor Elektrotechnik 1 (Prof. Dr. Krug) 1 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Laborübungen: Anfertigung von Laborarbeiten • Erfassung von typischen Messgrößen mit Multimeter und Oszilloskop • Vermessung magnetischer Kreise • Schaltungssimulation mit PSPICE Februar 2006 Seite 105 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 11,25 SL 1.-15. Woche 13,75 (1 ECTS) Selbststudium: • Versuchsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Versuchsaufgaben Summe Summe Modul G3 11,25 78,75 13,75 Gesamt: 25 25 96,25 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Es vermittelt Grundkenntnisse der Elektrotechnik sowie den Umgang mit gängigen Messmitteln. Es dient als Grundlage für weitere Module wie „Grundlagen der Elektrotechnik 2 (G7)“. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: Führer, Heidemann, Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik 1, Carl Hanser Verlag, München/Wien 2003 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug 18. 2. 2006 175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 106 von 175 Modul: G4 – Grundlagen der Technischen Mechanik Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Norbert Wellerdick-Wojtasik Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1+2 2 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 107,5 7 Qualifikationsziele: G4.1 Technische Mechanik 1: Die Studierenden beherrschen nach dem Abschluss des Submoduls die Grundlagen der Statik starrer Körper. Sie sind insbesondere in der Lage: − − − − Lagerreaktionen von ebenen Systemen (statisch bestimmt) zu berechnen, Schwerpunkte zu ermitteln, Fragestellungen mit Haftung/Reibung zu behandeln, Schnitt und Beanspruchungsgrößen von ebenen Balkentragwerken zu bestimmen. G4.2 Technische Mechanik 2: Nach Abschluss des Submoduls beherrschen die Studierenden die elementaren Grundlagen der Technischen Mechanik. Die beinhaltet: − − − − Spannungsberechnung bei einfachen Fragestellungen der Elastostatik, Kenntnis und Berechnung von Spannungen und Vergleichsspannungen, Ebene Kinematik, wie z.B. Kreisbewegungen und Momentanpol Impuls-, Drall- und Energiesatz, angewendet auf starre Körper bei ebener Bewegung. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G4.1 Technische Mechanik 1 (Prof. Dr. Wellerdick-Wojtasik) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Axiome der Statik • Gleichgewichtsbedingungen • Auf- und Zwischenlager, Berechnungen von ebenen Systemen • Ebene Fachwerke (Stabwerke) • Schwerpunkt • Reibung und Haftung • Beanspruchungsgrößen Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 SK 1.-15. Woche 39,5 60 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben (3 ECTS) 22,5 39,5 Gesamt: 62 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Bezeichnung 2. Semester G4.2 Technische Mechanik 2 (Prof. Dr. Wellerdick-Wojtasik) 4 SWS Vorbereitung Februar 2006 Seite 107 von 175 12 16.-18. Woche 1 13 Klausur G4.1 Summe 1. Semester 22,5 Inhalt Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis Elasto-Statik – Festigkeitslehre • Spannungen und Formänderungen beim Zugstab • Gerade Biegung homogener gerader Balken • Flächenträgheitsmomente • Verformung infolge Biegung • Torsion von Stäben mit Kreisoder Kreisringquerschnitt • Mehrachsige Spannungszustände • Vergleichsspannungen • Hooksches Gesetz für räumliche Problemstellungen Vorlesung mit Übung 45 LK 1.-15. Woche 52,5 Gesamt: 13 75 37 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben (4 ECTS) Kinematik • Eindimensionale Bewegung • Bewegung eines Punktes im Raum • Kinematik ebener Bewegungen starrer Körper • Grundtatsachen der räumlichen Kinematik Kinetik • Kinetik des Massenpunkts • Newtonsches Grundgesetz • Abgeleitete Sätze: Impulssatz, Drallsatz, Arbeits- und Energiesatz • Kinetik des starren Körpers • Schwerpunktsatz • Drallsatz • Arbeits- und Energiesatz • Anwendung/Spezialisierung auf ebene Systeme 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 37 Gesamt: 82 16 16.-18. Woche 2 18 Klausur G4.2 Summe 2. Semester 45 55 Gesamt: 18 100 Summe Modul G4 67,5 107,5 175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 108 von 175 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. G4.1 und G4.2 vermitteln Grundkenntnisse der Technischen Mechanik. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: Technische Mechanik allgemein: Gross, D.; Hauger, W.; Schnell, W.: Technische Mechanik, Band 1, 2 und 3, Springer Verlag, Berlin 2004/2005 Holzmann, G.; Meyer, H.; Schumpich, G.; Dreyer, H.-J.: Technische Mechanik, Band 1, 2 und 3, Springer Verlag, Berlin 2000/2005 Speziell zu den Lehrveranstaltungen: Wellerdick-Wojtasik, N.: Formelsammlung zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungsmaterial, als pdf erhältlich Wellerdick-Wojtasik, N.: Aufgabensammlungen zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungs- und Übungsmaterial, als pdf erhältlich Homepage der Vorlesungen: http://mitarbeiter.hs-heilbronn.de/~nweller/ Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Norbert Wellerdick-Wojtasik 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 109 von 175 Modul: G5 – Grundlagen der Informatik Modul-Beteiligte: Prof. Dr. rer. nat. Christian Schrödter, Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1+2 2 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 82,5 6 Qualifikationsziele: G5.1 Informatik 1 mit Übungen: Die Studierenden kennen die Prinzipien der Softwareentwicklung, insbesondere die der strukturierten Programmierung. Sie beherrschen die Sprache C++ auf prozeduraler Basis. Sie besitzen die Befähigung zur Erstellung von Konsol-Applikationen mit den zugehörigen Struktogrammen nach Nassi-Schneiderman. G5.2 Informatik 2: Nach erfolgreichem Abschluss des Submoduls beherrschen die Studierenden grundlegende Prinzipien der objektorientierten Programmierung und besitzen Kenntnisse in der Programmiersprache Java. Sie sind in der Lage Java-Applets zu programmieren und Benutzeroberflächen zu erstellen. Insbesondere werden die Studierenden befähigt, selbständig ihre Kenntnisse in der Java-Programmierung erweitern zu können. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 110 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G5.1 Informatik 1 mit Übungen (Prof. Dr. Schrödter) 4 SWS Inhalt • Grundlagen der prozeduralen Programmierung in C++: • Datentypen und Operatoren • Kontrollstrukturen – Struktogramme • Felder • Ein- und Ausgaben • Funktionen • Elemente der Standardbibliothek Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übungen am PC Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 45 LK 1.-15. Woche 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung am PC • Begleitende Prüfungsvorbereitung (4 ECTS) 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur Bezeichnung 2. Semester G5.2 Informatik 2 (Prof. Dr. Schenk) 2 SWS Vorbereitung • Grundprinzipien der OOP • Grundlagen der Java – Programmierung: • Applets • Einführung Swing – Grafik • Variablen und Berechnungen • Methoden und Parameter • Ereignisse • Entscheidungen und Schleifen • Objekte und Klassen • Benutzerschnittstelle • Komplexe Berechnungen • Vererbung • Arrays • Ausnahmen 2 18 Gesamt: 82 45 Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 LK Vorlesung mit Übungen am PC 1.-15. Woche 55 Gesamt: 18 100 Summe 1. Semester 18 90 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsarbeiten am PC • Begleitende Prüfungsvorbereitung (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 37 16 16.-18. Woche Klausur G5.1 Inhalt 37 Vorbereitung 18 Gesamt: 40,5 8 16.-18. Woche 1,5 9,5 Klausur G5.2 Summe 2. Semester 22,5 27,5 Gesamt: 9,5 50 Summe Modul G5 67,5 82,5 150 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 111 von 175 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: G5.1 Informatik 1 mit Übungen: Breymann, U.: C++, Hanser, 2005 Kernighan, B. W.; Ritchie, D. M.: Programmieren in C, Hanser, 1997 G5.2 Informatik 2: Bell, D.; Parr, M.: Java für Studierenden – Grundlagen der Programmierung, Pearson Studium, 2003 Abts, D.: Grundkurs Java, Vieweg Verlagsgesellschaft, 2004 Bishop, J.: Java lernen, Pearson Studium, 2003 Dieterich, E. W.: Java – Von den Grundlagen bis zu Threads und Netzen, Oldenbourg-Verlag, 2001 Jobst, F.: Programmieren in Java. Hanser-Verlag, 2005 Ersteller: Datum: Prof. Dr. rer. nat. Christian Schrödter, Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 112 von 175 Modul: G6 – Grundlagen der Mathematik 2 Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 2 1 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 107,5 7 Qualifikationsziele: G6.1 Mathematik 2: Die Studierenden beherrschen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls mathematische Kenntnisse, um Aufgabenstellungen aus naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen effizient lösen zu können. Dies betrifft insbesondere: − die Differenzialrechnung von Funktionen einer Veränderlichen, − die Integralrechnung von Funktionen einer Veränderlichen, z.B. in der Mechanik, − die Anwendung von Potenzreihen und Fourierreihen, z.B. für die näherungsweise Berechnung von Funktionen, − die Lösung von Differenzialgleichungssystemen, z.B. bei der Analyse mechanischer und elektrischer Schwingungen, − die Fouriertransformation, z.B. in der Spektralanalyse von Signalen. Außerdem besitzen die Studierenden Kenntnisse des Softwaresystems MATLAB. Diese Kenntnisse dienen als Basis für die Anwendung von MATLAB und weiterer Programme der Softwarefamilie, wie SIMULINK, in zahlreichen Modulen des Grundund Hauptstudiums. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 2. Semester G6.1 Mathematik 2 (Prof. Dr. Schenk) 6 SWS Inhalt • Differenzierbare Funktionen einer Veränderlichen • Funktionenreihen • Integralrechnung einer Veränderlichen • Fourierreihen und Fouriertransformation • Differentialgleichungen: Grundbegriffe und Differenzialgleichungen 1.Ordnung Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 67,5 LK 1.-15. Woche 76,5 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung • Begleitende Prüfungsvorbereitung (7 ECTS) 67,5 76,5 Gesamt: 144 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung Februar 2006 Seite 113 von 175 29 16.-18. Woche 2 31 Klausur G6.1 Summe Modul G6 67,5 Gesamt: 31 107,5 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die beim Modul vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: Brauch, W.; Dreyer, H.-J.; Haacke,W.: Mathematik für Ingenieure, Verlag B.G. Teubner, 2003 Dobner, G.; Dobner, H.-J.: Gewöhnliche Differenzialgleichungen – Theorie und Praxis, Mathematik – Studienhilfen, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Engeln-Müllges, G.; Schäfer, W.; Trippler, G.: Kompaktkurs Ingenieurmathematik, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Fetzer; Fränkel: Mathematik – 2 Bände, Lehrbuch für ingenieurwissenschaftliche Studiengänge, Springer Verlag, 1999/2005 Preuß, W.: Funktionaltransformationen – Fourier-, Laplace- und Z-Transformation Mathematik-Studienhilfen, Fachbuchverlag Leipzig, 2002 Preuß, W.; Wenisch, G. (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Fachbuchverlag Leipzig, Band 1:Grundlagen – Funktionen – Trigonometrie, 2003 Band 2: Analysis, 2000 Band 3: Lineare Algebra – Stochastik, 2001 Schott, D.: Ingenieurmathematik mit MATLAB, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Westermann, Th.: Mathematik für Ingenieure mit Maple, 2 Bände, Springer Verlag, 2001/2005 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk 18. 2. 2006 175 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 114 von 175 Modul: G7 – Grundlagen der Elektrotechnik 2 Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 2 1 Sem. Jedes Sem. 7 78,75 96,25 7 Qualifikationsziele: G7.1 Elektrotechnik 2: Die Studierenden kennen zeitabhängige Vorgänge. Sie können Netzwerke an Sinusspannungen berechnen. Die Studierenden kennen Schaltvorgänge und können Schwingkreise berechnen. Sie verfügen über Kenntnisse in der Drehstromtechnik. Die Studierenden können Netzwerke bei veränderlicher Frequenz einordnen. Sie kennen nichtsinusförmige periodische Größen und können sie einordnen. G7.2 Labor Elektrotechnik 2: Die Studierenden erlangen die Fähigkeit zum selbstständigem Aufbau, Inbetriebnahme und Messung von Schaltungen. Sie können dokumentieren. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 2. Semester G7.1 Elektrotechnik 2 (Prof. Dr. Gessler) 6 SWS Inhalt • Einführung • Periodischzeitabhängige Größen • Berechnung von Netzwerken an Sinusspannung • Schaltvorgänge • Drehstromtechnik • Netzwerke bei veränderlicher Frequenz • Periodisch nichtsinusförmige Größen Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 67,5 Vorbereitung (6 ECTS) 56,5 Gesamt: 124 24 16.-18. Woche 2 26 Klausur G7.1 Summe LK 120 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 67,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 56,5 Leistungsnachweis 67,5 82,5 Gesamt: 26 150 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 2. Semester G7.2 Labor Elektrotechnik 2 (Prof. Dr. Gessler) 1 SWS Inhalt • Versuche: • Passive Bauelemente an Wechselstrom • Schaltvorgänge an Induktivitäten • Unsymmetrische Drehstromsysteme Lehrform/ Selbststudium Labor Februar 2006 Seite 115 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 11,25 13,75 Leistungsnachweis SK (1 ECTS) Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 11,25 13,75 Summe 11,25 13,75 Gesamt: 25 25 Summe Modul G7 78,75 96,25 175 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: G7.1 Elektrotechnik 2: Führer, A.; Heidemann, K.; Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik 2, 7. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2003 Führer, A.; Heidemann, K.; Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 7. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2003 Führer, A.; Heidemann, K.; Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik 3, Aufgaben, Carl Hanser Verlag, München 2000 G7.2 Labor Elektrotechnik 2: Führer, A.; Heidemann, K.; Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik 2, 7. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2003 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 116 von 175 Modul: G8 – Konstruktion und Werkstoffe Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Norman Seitz, Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1+2 1 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 82,5 6 Qualifikationsziele: G8.1 Konstruktion 1: Die Studierenden sind nach Abschluss des Submoduls in der Lage, technische Zeichnungen zu lesen, zu verstehen und selbst anzufertigen. Als Grundlage für die Gestaltung kennen sie die wichtigsten Fertigungsverfahren und deren Einfluss auf Form, Funktion und Genauigkeit der Bauteile. Die Studierenden sind in der Lage, die jeweils zulässigen Maß-, Form und Lagetoleranzen sowie Oberflächengüte zu bestimmen und in technischen Zeichnungen darzustellen. Sie kennen die wichtigsten Normteile und Maschinenelemente und können diese bei der Gestaltung mechanischer Systeme funktionsgerecht einsetzen. Die Studierenden beherrschen die Modellierung einfacher 3D-Körper und die grundlegenden Arbeitstechniken parametrischer 3D-CAD-Programme. Sie können Skizzen- und Bauteilabhängigkeiten anwenden und aus den Modellen 2D-Zeichnungen generieren. G 8.2 Werkstoffkunde 1: Nach Abschluss des Submoduls Werkstoffkunde 1 verfügen die Studierenden über fundierte Kenntnisse über die Grundlagen metallischer Werkstoffe. Die Wissensbasis umfasst dabei zum einen die allgemeinen Grundlagen und die Einteilung der unterschiedlichen Werkstoffhauptgruppen. Dies wird ergänzt durch die Grundlagen und praxiswichtige Details elementarer Eisenbasiswerkstoffe. Die Studierenden beherrschen die Legierungsbildung anhand binärer Zustandsdiagramme. Hierzu gehört auch das Verständnis und die sichere Darstellung der Charakteristika von Gussgefügen und typischer Werkstofffehler, die in der Praxis auftreten. Die Studierenden besitzen weiterhin umfassende Kenntnisse über EisenBasiswerkstoffe mit deren normgerechter Systematik und der Wirkung von Legierungselementen sowie geeigneter Wärmebehandlungen. Sie können dies auch mithilfe des zugehörigen Eisen-Kohlenstoffschaubild (stabil und metastabil) für Stähle und Gusseisensorten detailliert beurteilen. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 117 von 175 Die Studierenden besitzen weiterhin umfassende Kenntnisse über grundlegende Werkstoffe der Elektrotechnik. Dies erstreckt sich zum einen über die werkstoffbedingten Grundprinzipien der elektrischen Leitungsphänomene in Leiter- und Halbleiterwerkstoffen sowie die Anwendung in unterschiedlichen technisch relevanten Leiterwerkstoffen. Zum anderen erstreckt sich dies auch auf den grundsätzlichen Einfluss von Temperaturänderungen (Matthiesen´sche Regel, Temperaturkoeffizient TK), den Einfluss von Kaltverformungseffekten sowie prinzipieller Verunreinigungen. Der charakteristische Einfluss verschiedener Legierungstypen auf die Leitfähigkeit ist den Studierenden ebenso bekannt, wie auch spezielle Einflüsse, die z.B. in der Dünnschichttechnik werkstofflich relevant sind. Die Studierenden besitzen weiterhin entsprechende Kenntnisse über verschiedene Verfahren der elektrischen Verbindungstechnik. Dies umfasst neben den Legierungssystemen der Weich- und Hartlote auch die zugehörigen industriell verwendeten Montagetechniken (konventionell, SMT-Technik, Hybridtechniken). Ergänzt wird dies unter anderem durch die gegenüberstellende Beurteilung mit den konkurrierenden Draht-Schweißverfahren (z.B. nailhead- und wedgebondverfahren, etc.) für höhere Anwendungstemperaturen. G8.3 Elektrokonstruktion und CAD: Die Studierenden beherrschen nach Abschluss des Submoduls die Anwendung von CA-Hilfsmitteln zur Schaltplan- und Platinenherstellung. Mit Hilfe einer CAE-Software können die Studierenden Schaltpläne erstellen und daraus die erforderlichen Fertigungsunterlagen ableiten. Sie können die Anordnung der Bauteile und Klemmen in Schaltschränken planen, berücksichtigen hierbei den Energiehaushalt und sehen geeignete Maßnahmen zur Wärmeabfuhr vor. Die Studierenden kennen die Erstellung und Bewertung von Schaltungen mit Hilfe von Simulationstools und können daraus die Platinenentflechtung ableiten. Sie kennen spezielle Anforderungen einzelner Bauteile und können besondere Randbedingungen bei der Bauelement-Positionierung und Entflechtung berücksichtigen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G8.1 Konstruktion 1 (Prof. Dr. Paspa) 2 SWS Inhalt Konstruktion • Technisches Zeichnen • Einfluss der Fertigungsverfahren auf Form, Funktion und Genauigkeit • Toleranzen, Passungen • Form und Lageabweichungen • Oberflächengüte Maschinenelemente • Schrauben • Federn • Achsen und Wellen • Welle-Nabe-Verbindungen • Kupplungen • Lagerungen Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 LK 1.-15. Woche 18 90 Min. (2 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 118 von 175 CAD • Parametrische 3D-Modellierung • 2D-Zeichnungsableitung 22,5 18 Gesamt: 40,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Bezeichnung 2. Semester G8.2 Werkstoffkunde 1 (Prof. Dr. Seitz) 2 SWS Vorbereitung 8 16.-18. Woche 1,5 Klausur G8.1 Inhalt • Einteilung der unterschiedlichen Werkstoffhauptgruppen • Eisenbasiswerkstoffe • Grundbegriffe der Legierungsbildung und binäre Zustandsdiagramme • Gussgefüge und typische Werkstofffehler • Eisen-Kohlenstoffschaubild (stabil und metastabil) • Grundlegende Werkstoffe der Elektrotechnik • Leiter- und Halbleiterwerkstoffe (Einflüsse von Temperatur, Kaltverformung, etc.) • Abhängigkeit der Leitfähigkeit verschiedener Legierungstypen und dünner Schichten • Elektrische Verbindungstechniken (Lotverfahren, Hybridtechniken und Drahtschweißverfahren) Summe 1. Semester 22,5 Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Vorlesung 1.-15. Woche 22,5 Vorbereitung 2. Semester G8.3 Elektrokonstruktion und CAD (Prof. Dr. Paspa) 2 SWS Schaltungsplanung • Schaltschranktypen • Klemmentypen • E-Plan-Software • Bauteilebibliotheken • Aufbauplanung • Zusätzliche Komponenten Platinenherstellung • Schaltplanerstellung Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben LK (2 ECTS) 17 Gesamt: 39,5 9 16.-18. Woche 1,5 10,5 Klausur G 8.2 Inhalt Leistungsnachweis 90 Min. Summe Bezeichnung 17 Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 27,5 Gesamt: 9,5 50 22,5 27,5 Gesamt: 10,5 50 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 SK 1.-15. Woche 18,5 60 Min. (2 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 119 von 175 • Simulation • Bauelementanordnung • Entflechten 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 18,5 Gesamt: 41 8 16.-18. Woche 1 9 Klausur G 8.3 22,5 27,5 Gesamt: 9 50 Summe 2. Semester 45 55 100 Summe Modul G8 67,5 82,5 150 Summe Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: G8.1 Konstruktion 1: Geschke, H.W.; Helmetag, M.; Wehr, W.: Böttcher/Froberg Technisches Zeichnen, 23. Auflage. Hrsg. vom DIN, Deutsches Institut für Normung e.V. Stuttgart, Leipzig: Teubner, Berlin, Wien, Zürich: Beuth, 1998 Hoischen, H.; Hessern, W. (Hrsg.): Technisches Zeichnen, 30. Auflage, Düsseldorf, Schwann-Girardet: Cornelsen, 2003 Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente, 17. Auflage, Vieweg, Wiesbaden 2005 Krause, W. (Hrsg.): Konstruktionselemente der Feinmechanik, 3. Auflage, Hanser, München/Wien 2004 Müller, H.W.: Kompendium Maschinenelemente, 7. Auflage, Selbstverlag, Darmstadt 1987 G8.2 Werkstoffkunde 1: Weißbach, W.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung. 15. Auflage, Verlag Vieweg, Braunschweig 2002 Weißbach, W.: dto., Aufgabensammlung, 5. Auflage, Verlag Vieweg, Braunschweig 2002 Domke, W.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, 10. Auflage, Verlag SchwannGirardet, Düsseldorf, Nachdruck 2001 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 120 von 175 Fischer, H.; Hofmann, H.; Spindler, J.: Werkstoffe in der Elektrotechnik, 5. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2002 Schaumburg H.: Einführung in die Werkstoffe der Elektrotechnik, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart 1993 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Norman Seitz, Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 121 von 175 Modul: G9 – Fremdsprachen Modul-Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer, Katherine Eberhard Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 1+2 2 Sem. Jedes Sem. 4 45 55 4 Qualifikationsziele: G9 Technisches Englisch: Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls besitzen die Studierenden ein fachsprachliches Fundament. Sie besitzen außerdem eine verbesserte allgemeine Kommunikationsfähigkeit und Präsentationstechnik. Besonders nach Abschluss des zweiten Submoduls beherrschen die Studierenden einen erweiterten Wortschatz der speziellen technischen Fachgebiete. Oder G9 Technisches Spanisch: Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, im spanisch sprechenden Umfeld fachlich und sprachlich in einfacher Form zu kommunizieren und die ihrem Studiengebiet entsprechende Fachsprache adäquat einzusetzen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 1. Semester G9.1 Technisches Englisch 1 (Katherine Eberhardt) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Einführung in die aktuelle technische Sprache, wie sie in internationalen anglophonen Unternehmen Verwendung findet • Ausgewählte Themen des Management, der Unternehmensorganisation und Produktion (z.B. Firmenstruktur, Stellenbeschreibungen) • Sprachlicher Schwerpunkt: Idiomatische Termini und Wendungen der englischen Wirtschaftssprache (telefonieren, Vorstellungsgespräche, Anweisungen geben, Funktio- Interaktive Vorlesung mit semantischen Übungen; systematische Terminologiearbeit; nachbereitende Zusatzaufgaben; individuelle Präsentationen; Gruppenarbeit, Rollenspielen, Partnerarbeit Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 22,5 SK 1.-15. Woche 18,5 60 Min. (2 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) • • oder G9.1 Technisches Spanisch 1 • (NN) • 2 SWS • nen beschrieben, Probleme beschreiben) Schriftverkehr (z.B. E-Mails, Geschäftskorrespondenz, Textbausteine) Recherche und Vorbereitung einzelner Themen wie z.B. Produktionsprozesse, Messgeräte, Sicherheitsbestimmungen, Automobilindustrie, Umwelt und Technik, ferner Bewerbungen Beschreibung wirtschaftlicher Entwicklungen anhand von Grafiken und Diagrammen. • Einführung in die aktuelle allgemeine Techniksprache, wie sie in spanischsprachigen Unternehmen Verwendung findet; Sprachlicher Schwerpunkt: Idiomatische Termini und Wendungen der spanischen Techniksprache Fachsprache der Elektrotechnik auch anhand von Grafiken und Diagrammen Interaktive Vorlesung mit semantischen Übungen; systematische Terminologiearbeit; nachbereitende Zusatzaufgaben; individuelle Präsentationen; Gruppenarbeit 1.-15. Woche Februar 2006 Seite 122 von 175 22,5 Bezeichnung 2. Semester G9.2 Technisches Englisch 2 (Katherine Eberhardt) 2 SWS oder G9.2 Technisches Spanisch 2 (NN) 2 SWS Vorbereitung SK 60 Min. (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 18,5 18,5 Gesamt: 41 8 16.-18. Woche 1 9 Klausur G9.1 27,5 Gesamt: 9 50 Summe 1. Semester 22,5 Inhalt Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis • Ausgewählte Themen des Management, Engineering und Produktion (z.B. Besprechungen, Präsentationen, Arbeitsmöglichkeiten) • Sprachlicher Schwerpunkt: Idiomatische Termini und Wendungen der englischen Sprache (Probleme lösen, Verhandlungen durchführen, mit Beschwerden umgehen) • Schriftverkehr vertiefen (z.B. EMails, CVs, Bewerbungsbriefe, Geschäftskorrespondenz, Textbausteine) • Fachsprache der Telekommunikation, Zukunftsthemen Interaktive Vorlesung mit semantischen Übungen; systematische Terminologiearbeit; nachbereitende Zusatzaufgaben; individuelle Präsentationen; Gruppenarbeit, Rollenspielen, Partnerarbeit 1.-15. Woche 22,5 LK • Fachsprache der Technik auch anhand von Grafiken und Diagrammen. • Ausgewählte Themen des Management und der Unternehmensorganisation (z.B. Gesellschaftsformen). Interaktive Vorlesung mit semantischen Übungen; systematische Terminologiearbeit; nachbereitende Zusatzaufgaben; individuelle Präsenta tionen; Gruppenarbeit 1.-15. Woche 18,5 60 Min. (2 ECTS) 22,5 18,5 LK 60 Min. (2 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 123 von 175 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 18,5 Gesamt: 41 8 16.-18. Woche 1 9 Klausur G9.2 Summe 2. Semester 22,5 27,5 Gesamt: 9 50 Summe Modul G9 45 55 100 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Grundstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehenen Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: G9 Technisches Englisch: Bauer, H. J.: English for Technical Purposes, Cornelsen, 2000 Hollett, V.: Tech Talk, Oxford University Press, 2005 Wagner, G.: Technical Grammar and Vocabulary, Cornelsen, 1998 Kavanagh, M.: English for the Automobile Industry, Cornelsen, 2003 Clarke, D.: Technical English at Work, Modules: Elektrotechnik und Metalltechnik, Cornelsen, 1999 Glendinning, E. H.; McEwan, J.: Oxford English for Electronics, Oxford University Press, 1998 Glendinning, E. H.; Glendinning, N.: Oxford English for Electrical and Mechanical Engineering, Oxford University Press, 1995 Oder: G9 Technisches Spanisch: Claro que si!- Spanisch in Beruf und Alltag, Stam Verlag Lerngrammatik Spanisch, Diesterweg Verlag Colegas 1 und 2 – Spanisch für den Beruf, Klett Verlag Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 124 von 175 Modul: H1 – Mathematik und Systembeschreibungen Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk, Prof. Dr-.Ing. Hermann Lanfer Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 3+4 2 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 132,5 8 Qualifikationsziele: H1.1 Mathematik 3: Die Studierenden beherrschen nach erfolgreichem Abschluss des Submoduls mathematische Kenntnisse, um Aufgabenstellungen aus naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen effizient lösen zu können. Dies betrifft insbesondere: − die Laplace-Transformation, z.B. in der Regelungstechnik, − Funktionen mehrerer Veränderlicher, z.B. für die Darstellung von Flächen im Raum − die Differenzialrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher, z.B. in der Fehler- und Ausgleichsrechnung, − die Intergralrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher, z.B. in der Mechanik und Feldtheorie, − die Interpolation und Ausgleichsrechnung, z.B. für die Analyse von Messwerten. . H1.2 Signale und Systeme: Nach erfolgreichem Abschluss sind die Studierenden in der Lage, Signale und Systeme aus dem Zeitbereich in den Bildbereich, der durch Fourier- und Z-Transformation beschrieben ist, zu transformieren und umgekehrt. Sie können insbesondere die entwickelten Werkzeuge für die Lösung von Signalverarbeitungs- und Regelungsaufgaben mit zeitkontinuierlichen oder digitalen Systemen anwenden. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 3. Semester H1.1 Mathematik 3 (Prof. Dr. Schenk) 4 SWS Inhalt • Laplace-Transformation • Funktionen mehrerer Veränderlicher: Stetigkeit, partielle Ableitungen, Gradient, totale Differenzierbarkeit, Richtungsableitung, implizite Funktionen, Satz von Taylor, Extrema mit und ohne Nebenbedingungen, Fehlerrechnung • Interpolation und Ausgleichs- Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung • Begleitende Prüfungsvorbereitung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 45 LK 1.-15. Woche 57 120 Min. (5 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 125 von 175 rechnung • Vektorfelder und Skalarfelder • Integralrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher: Doppelintegrale, Dreifachintegrale, Linienintegrale, Oberflächenintegrale, Integralsätze • Numerische Lösung von Anfangswertproblemen für gewöhnliche nichtlineare Differentialgleichungssysteme 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 2 23 Summe 4. Semester H1.2 Signale und Systeme (Prof. Dr. Lanfer) 2 SWS Inhalt • • • • • • • • • • • Diracstoß Impulsantwort Sprungantwort Faltungssatz Fouriertransformation Gegenüberstellung von Zeitund Frequenzbereich Bandbegrenzte Systeme Spektrum abgetasteter Signale Z-Transformation Zeitdiskrete Systeme Digitalfilter Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit • Übungen 45 80 Leistungsnachweis 22,5 LK 1.-15. Woche 34 90 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung Vorbereitung Gesamt: 23 125 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h (3 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Gesamt: 102 21 16.-18. Woche Klausur H1.1 Bezeichnung 57 34 Gesamt: 56,5 17 16.-18. Woche 1,5 18,5 Klausur H1.2 Summe 22,5 52,5 Gesamt: 18,5 75 Summe Modul H1 67,5 132,5 200 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurde. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 126 von 175 Literatur/Lernquellen: H1.1 Mathematik 3: Ansorge, R.; Oberle, H. J.: Mathematik für Ingenieure, Band 2, Wiley-VCH, 2003 Brauch, W.; Dreyer, H.-J.; Haacke, W.: Mathematik für Ingenieure, B.G. Teubner, 2003 Engeln-Müllges, G.; Schäfer, W.; Trippler,G.: Kompaktkurs Ingenieurmathematik, Fachbuchverlag Leipzig, 2004 Fetzer; Fränkel: Mathematik; Lehrbuch für ingenieurwissenschaftliche Studiengänge, Band 2, Springer – Verlag, 1999 Knorrenschild, M.: Numerische Mathematik, Mathematik-Studienhilfen, Fachbuchverlag Leipzig, 2005 Preuß, W.: Funktionaltransformationen – Fourier-, Laplace- und Z-Transformation Mathematik-Studienhilfen, Fachbuchverlag Leipzig, 2002 Preuß, W.; Wenisch, G. (Hrsg.): Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Band 2: Analysis, Fachbuchverlag Leipzig, 2000 Westermann, Th.: Mathematik für Ingenieure mit Maple, Band 2, Springer – Verlag, 2001 H1.2 Signale und Systeme: Unbehauen, R.: Systemtheorie 1, 8. Auflage, Oldenbourg Verlag, München/Wien 2002 Fliege, N.; Bossert, M.: Signal- und Systemtheorie, Teubner Verlag, Stuttgart 2004 Marko, H.: Systemtheorie, 3. Auflage, Verlag Springer, Berlin/Heidelberg/New York 1995 Werner, M.: Signale und Systeme, Vieweg Verlag, Wiesbaden 2005 Mildenberger, O.: Entwurf analoger und digitaler Filter, Vieweg Verlag, Wiesbaden 1992 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Axel Schenk, Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 127 von 175 Modul: H2 – SPS und Mikroprozessortechnik Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler, Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 3+4 2 Sem. Jedes Sem. 10 112,5 137,5 10 Qualifikationsziele: H2.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS mit Labor: Die Studierenden kennen den gesamten Ablauf bei der Realisierung von Automatisierungsprojekten. Als rechnerbasierte Systeme werden heute in der Automatisierungstechnik typischerweise Speicherprogrammierbare Steuerungen eingesetzt. Die Studierenden können diese Art von Steuerungen im Bezug auf andere Alternativen einordnen und bewerten. Die Studierenden beherrschen die systematische Programmierung von Steuerungsaufgaben mit digitalen und analogen Sensoren und Aktoren. H2.2 Mikroprozessortechnik 1: Die Studierenden kennen aktuelle Prozessoren und deren Einsatzfelder. Sie können Prozessoren einordnen. Sie können mittels Design Metriken eine Auswahl treffen. Sie beherrschen Zahlendarstellungen und binäre Arithmetik. Die Studierenden kennen den prinzipiellen Aufbau eines Computersystems. Sie kennen den Aufbau und die Elemente eines Prozessors. Die Studierenden kennen anhand eines Beispielprozessors den prinzipiellen Befehlsablauf. Die Studierenden kennen anhand eines kommerziellen Prozessors die Programmierung. H2.3 Mikroprozessortechnik 2: Die Studierenden kennen den Aufbau von Mikrocontrollern anhand eines kommerziellen Prozessorbeispiels. Sie können Prozessoren klassifizieren. Sie beherrschen Programmiertechniken zur modularen und strukturierten Implementierung. Die Studierenden können in der Hochsprache C und Assembler programmieren und kennen die jeweiligen Einsatzgebiete. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 128 von 175 Die Studierenden kennen ein komplettes Computersystem aus Prozessor und Peripherie. Sie kennen Bussysteme und Schnittstellen. Sie kennen Digitale Signalprozessoren und deren Anwendung. Sie verfügen über Kenntnisse moderner Prozessortechnik und High-Level-Designflows. H 2.4 Labor Mikroprozessortechnik 2: Die Studierenden beherrschen den selbstständigen Aufbau und die Inbetriebnahme eines Prozessorsystems. Sie können Programmablaufpläne erstellen und programmieren. Sie können eine Dokumentation verfassen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 3. Semester H2.1 SPS mit Labor (Prof. Dr. Frank) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Einführung in die Automatisierungstechnik • Gerätetechnischer Aufbau von Speicherprogrammierbaren Steuerungen • Programmierung unterschiedlicher Steuerungsfunktionen: o für digitale Ein-/Ausgänge o für analoge Ein-/Ausgänge o Anwendung von Funktionen und Funktionsbausteinen • Programmiersprachen: FUP, KOP, AWL Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 22,5 Vorbereitung (2 ECTS) 16.-18. Woche Summe 3. Semester H2.2 Mikroprozessortechnik 1 (Prof. Dr. Gessler) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Mikroprozessorsysteme Design Metriken Applikationen Zahlendarstellung und binäre Arithmetik • Systemkonzept eines Mikrocomputers • Teil I: Programmentwicklung in Assembler Vorlesung mit Übung • • • • 18,5 8 1 9 Klausur H2.1 Bezeichnung LK 60 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 18,5 Leistungsnachweis 22,5 27,5 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 22,5 18,5 Gesamt: 41 Gesamt: 9 50 Leistungsnachweis SK 60 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung (2 ECTS) 22,5 18,5 Gesamt: 41 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 4. Semester H2.3 Mikroprozessortechnik 2 (Prof. Dr. Gessler) 4 SWS 8 16.-18. Woche 1 9 Klausur H2.2 22,5 27,5 Gesamt: 9 50 Summe 3. Semester 45 55 100 Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Summe Bezeichnung Februar 2006 Seite 129 von 175 Inhalt • Aufbau eines Mikrocontrollers • Programmiertechniken • Teil II: Programmentwicklung in C + Assembler • Bussysteme + Schnittstellen • Periphere Komponenten • Digitale Signalprozessoren • Prozessorarchitekturen • High-Level-Designflows Vorlesung mit Übung 1.-15. Woche 45 Vorbereitung (4 ECTS) 2 25 Klausur H2.3 4. Semester H2.4 Labor Mikroprozessortechnik 2 (Prof. Dr. Gessler) Inhalt Versuche: • Einführung: Lauflicht • Mittelungsalgorithmus • Abfrage und Ausgabe mit Interrupt 2 SWS Lehrform/ Selbststudium Labor 30 45 55 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche Gesamt: 75 23 16.-18. Woche Summe Bezeichnung LK 120 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur 30 Leistungsnachweis 22,5 27,5 Gesamt: 25 100 Leistungsnachweis SL (2 ECTS) Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 22,5 27,5 Summe 22,5 27,5 Gesamt: 50 50 Summe 4.Semester 67,5 82,5 150 Summe Modul H2 112,5 137,5 250 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 130 von 175 Literatur/Lernquellen: H2.1 SPS mit Labor: Berger, H.: Automatisieren mit STEP 7 in AWL, 4. Auflage, Publics-Kommunikationsag, 2004 H2.2 Mikroprozessortechnik 1: Bierl, L.: Das große MSP430 Praxisbuch, 1. Auflage, Franzis-Verlag, 2004 Gessler, R.; Mahr, T.: Hardware-Software-Codesign, Vieweg-Verlag, 2006 Beierlein, Th.; Hagenbruch, O.: Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2001 H2.3 Mikroprozessortechnik 2: Bierl, L.: Das große MSP430 Praxisbuch, 1. Auflage, Franzis- Verlag, 2004 Dahnoun, N.: Digital Signal Processing Implementation, Prentice Hall, 2000 Gessler, R.; Mahr, T.: Hardware-Software-Codesign, Vieweg-Verlag, 2006 Beierlein, Th.; Hagenbruch, O.: Taschenbuch Mikroprozessortechnik, FachbuchVerlag, Leipzig, 2001 H2.4 Labor Mikroprozessortechnik 2: Bierl, L. : Das große MSP430 Praxisbuch, 1.Auflage, Franzis- Verlag, 2004 Beierlein, Th.; Hagenbruch, O.: Taschenbuch Mikroprozessortechnik, FachbuchVerlag, Leipzig 2001 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler, Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 131 von 175 Modul: H3 – Digitaltechnik und Messtechnik Modul-Beteiligte: Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause, Prof. Dr.-Ing. Walter Kästel Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Pflichtfach 3 Dauer des Angebots Häufigkeit Angebotes des 1 Sem. Jedes Sem. SWS Kontaktstunden Arbeitsaufwand Credits 9 101,25 123,75 9 Qualifikationsziele: H3.1 Digitaltechnik: Die Studierenden beherrschen nach Abschluss des Submoduls die Grundlagen der Booleschen Algebra und können dieses Wissen beim Optimieren kombinatorischen Schaltungen anwenden. Sie kennen digitale Speicherbausteine und können Entwurfsverfahren für einfache asynchrone und synchrone Automaten einsetzen. Sie kennen Realisierung von Oszillatoren und programmierbaren Logikbaugruppen. H3.2 Grundlagen der elektrischen Messtechnik: Die Studierenden kennen die klassischen Messverfahren für analoge elektrische Größen. Sie kennen das digitales Messen analoger Größen und die Logikanalyse. Sie kennen Verfahren der Hochfrequenzmesstechnik. Sie kennen die wichtigsten VDE-Normungen. Sie sind mit Beispielen von Signalverarbeitungsprogrammen vertraut. H3.3 Technische Informatik: Die Studierenden beherrschen die Grundzüge der Automatentheorie und -konstruktion. Sie kennen die Komponenten eines Universalrechners und insbesondere die üblichen Ein-/Ausgabeschnittstellen. Sie können Fragen zum Thema Datensicherheit und zu Protokollen, Datenverschlüsselung, Fehlererkennung und Datenkomprimierung umfassend beantworten. H3.4 Labor Digitaltechnik: Nach Abschluss dieses Submoduls beherrschen die Studierenden das Messen digitaler Signale. Sie sind in der Lage, kombinatorische und sequentielle Logikschaltungen in diskretem Aufbau und als programmierbare Logik zu konstruieren, zu simulieren und zu realisieren. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 132 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 3. Semester H3.1 Digitaltechnik (Prof. Krause) 2 SWS Inhalt • Zahlensysteme • Grundregeln der Booleschen Algebra • Synthese und Analyse kombinatorischer Schaltungen • Digitale Bausteine • Einführung in sequentielle Schaltungen • Programmierbare Logikbausteine Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 PK 1.-15. Woche 180 Min Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 15,5 Vorbereitung 15,5 9 16.-18. Woche 3 Klausur H3.1 + H3.2 + H3.3 12 Summe Bezeichnung 3. Semester H3.2 Grundlagen der elektrischen Messtechnik (Prof. Dr. Kästel, Prof. Krause) 4 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Grundbegriffe der Messtechnik Grundlagen • Messfehler • Kennlinien • Spezifikation und Zuverlässigkeit • Messung elektrischer Grundgrößen • DC-Brückenschaltungen • Messung von Blind- und Scheinwiderständen, ACBrückenschaltungen • Leistungs- und Arbeitsmessung • Zähler • D/A-Wandler • A/D-Wandler • Oszillatoren zur frequenzanalogen Messung • Oszilloskope • Logikanalysator • Spektrumanalyse • Analoge Schnittstellen • Messung zu den Schutzmaßnahmen nach VDE 0100 • LabVIEW / DasyLab Vorlesung mit Übung Klausur zusammen: H3.1 + H3.2 + H3.3 Gesamt: 38 22,5 27,5 Gesamt: 12 50 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 45 (4 ECTS) 1.-15. Woche 38 Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium 45 38 Gesamt: 83 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung Februar 2006 Seite 133 von 175 17 16. -18. Woche 17 Summe Bezeichnung 3. Semester H3.3 Technische Informatik (Prof. Krause) 2 SWS Inhalt • Grundlagen der Automatenkonstruktion • Rechnerarchitekturen • Speicheraufbau • Ein-/Ausgabe • Datenübertragung • Fehlerkorrekturverfahren • Datenkomprimierung • Grundlagen der Kryptologie Prüfungsvorbereitung und Klausur Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung 45 55 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 19,5 (2 ECTS) 22,5 19,5 Gesamt: 42 1.-15. Woche Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium Vorbereitung 8 16. -18. Woche 8 Summe Bezeichnung 3. Semester H3.4 Labor Digitaltechnik (Prof. Krause) 1 SWS Inhalt • Grundlagen der digitalen Messtechnik • Entwicklung, Simulation und Realisierung digitaler Schaltungen • Programmierbare Logikbausteine Gesamt: 17 100 Lehrform/ Selbststudium Laborübungen 22,5 Zeitlicher Ablauf 1.-15. Woche 27,5 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 11,25 Summe Modul H3 Leistungsnachweis 13,75 SL (1 ECTS) Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Versuchsvorbereitung • Literaturstudium Summe Gesamt: 8 50 11,25 13,75 11,25 13,75 Gesamt: 25 25 101.25 123,75 225 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehenen Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 134 von 175 Literatur/Lernquellen: H3.1 Digitaltechnik: Lichtberger, B.: Praktische Digitaltechnik, Hüthig Verlag, Heidelberg 1997 Pernards, P.: Digitaltechnik, Hüthig Verlag, Heidelberg 2001 Ameling, W.: Digitalrechner 2. Datentechnik und Entwurf Logischer Systeme, Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden 1992 Kelch, R.: Rechnergrundlagen. Von der Binärlogik zum Schaltwerk, Verlag Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München/Wien 2003 Jorke, G.: Rechnergestützter Entwurf digitaler Schaltungen Schaltungssynthese mit VHDL, Verlag Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München/Wien 2004 H3.2 Grundlagen der elektrischen Messtechnik: Zander, H,: Datenwandler AD/DA-Wandler – Schnittstellen der digitalen Signalverarbeitung, Verlag Vogel, Würzburg 1997 Schnorrenberg, W.: Spektrumanalyse Theorie und Praxis, Verlag Vogel, Würzburg 1990 Karrenberg, U.: Signale Prozesse Systeme, Eine multimediale und interaktive Einführung in die Signalverarbeitung, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 2003 H3.3 Technische Informatik: Ameling, W.: Digitalrechner Grundlagen und Anwendungen, Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden 1990 Kelch, R.: Rechnergrundlagen Vom Rechenwerk zum Universalrechner, Verlag Fachbuchverlag Leipzig, im Carl Hanser Verlag, München/Wien 2003 Horn, Ch. und Kerner: Lehr- und Übungsbuch Informatik, Band 4: Technische Informatik und Systemgestaltung. Verlag Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München/Wien 1998 H3.4 Labor Digitaltechnik: Seifart, M.: Digitale Schaltungen, Verlag Technik/Huss Medi, 1998 Ersteller: Datum: Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 135 von 175 Modul: H4 – Elektronik Modul-Beteiligte: Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS Kontaktstunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 3+4 2 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 82,5 6 Qualifikationsziele: Gesamtziel: Die Studierenden kennen nach Abschluss des Moduls die Grundlagen elektronischer Bauelemente und deren Einsatzgebiete. Sie können die Kennwerte der Bauelemente beurteilen und beherrschen die wichtigsten Messtechniken zur Bestimmung der Bauelementeparameter. H4.1 Bauelemente der Elektronik 1: Die Studierenden kennen passive Bauelemente und einfache Halbleiter (Dioden), deren Kennwerte, Einsatzgebiete und Grundschaltungen. H4.2 Bauelemente der Elektronik 2: Die Studierenden kennen aktive Bauelemente, wie Feldeffekttransistoren, bipolare Transistoren und Thyristoren. Sie beherrschen das Arbeiten mit Ersatzschaltbildern und die Schaltungsberechnungen an Hand von Datenblättern. Sie kennen Eigenschaften magnetischer und optischer elektronischer Bauelemente. H4.3 Labor Bauelemente der Elektronik 2: Die Studierenden beherrschen Messungen der Eigenschaften elektronischer Bauelemente. Sie kennen nicht nur grundlegende elektronische Schaltungen, sondern auch die dazu notwendige Messtechnik und die entsprechenden Messverfahren. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 136 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 3. Semester H4.1 Bauelemente der Elektronik 1 (Prof. Krause) • • • • • • Inhalt Lehrform/ Selbststudium Zeitlicher Ablauf Einführung und Überblick Bauelemente R, L, und C Einführung Halbleitertechnik Halbleiterbauelemente Berechnungsverfahren Anwendungen Vorlesung mit Übung 1.-15. Woche 3 SWS Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 33,75 Vorbereitung (3 ECTS) 1,5 14,5 Summe 4. Semester H4.2 Bauelemente der Elektronik 2 (Prof. Krause) 1 SWS Inhalt • • • • • Feldeffekttransistor Bipolarer Transistor Thyristor Magnetische Bauelemente Optische Bauelemente 33,75 Lehrform/ Selbststudium Zeitlicher Ablauf Vorlesung mit Übung 1.-15. Woche 41,25 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 11,25 5,75 Gesamt: 60,5 Gesamt: 14,5 75 Leistungsnachweis LK 120 Min Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium (1 ECTS) 11,25 Prüfungsvorbereitung und Klausur 26,75 13 16.-18. Woche Klausur H4.1 Bezeichnung SK 90 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium 33,75 Prüfungsvorbereitung und Klausur 26,75 Leistungsnachweis Vorbereitung Gesamt: 17 6 16.-18. Woche 2 Klausur H4.2 Summe 5,75 11,25 8 13,75 Gesamt: 8 25 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 5. Semester H4.3 Labor Bauelemente der Elektronik 2 (Prof. Krause) Inhalt • Messungen der Kenngrößen diverser elektronischen Bauelemente • Aufbau grundlegender Applikationen zu elektronischen Bauelementen und Messung der Schaltungsparameter 2 SWS Lehrform/ Selbststudium Laborübung Zeitlicher Ablauf 1.-15. Woche Februar 2006 Seite 137 von 175 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 22,5 Leistungsnachweis 27,5 SL (2 ECTS) Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeitung Übungsfälle • Literaturstudium 22,5 27,5 Summe 22,5 27,5 Gesamt: 50 50 Summe Modul H4 67,5 82,5 150 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehenen Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: H4.1 und H4.2 Bauelemente der Elektronik 1 und 2: Morgenstern, B.: Elektronik I, Bauelemente, schweig/Wiesbaden 1993 Vieweg-Verlag, Braun- Böhmer, E.: Elemente der angewandten Elektronik Kompendium für Ausbildung und Beruf, Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden 2001 Karrenberg, U.: Signale, Prozesse, Systeme. Eine multimediale und interaktive Einführung in die Signalverarbeitung, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 2003 H4.3 Labor Bauelemente der Elektronik 2: Seifart, M.: Analoge Schaltungen, Verlag Technik/Huss Medi, 2003 Ersteller: Datum: Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 138 von 175 Modul: H5 – Regelungssysteme Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug Prof. Dr.-Ing. Walter Kästel Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS Kontaktstunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 3+4 2 Sem. Jedes Sem. 9 101,25 148,75 10 Qualifikationsziele: Gesamtziel: Die Studierenden beherrschen nach Abschluss dieses Moduls das Vokabular und die Prinzipien der Regelungstechnik und der Sensortechnik. Sie können zwischen den regelungstechnischen Prinzipien wie stetige Regler, Fuzzy-Regler, Kaskadenregler, Zustandsregler unterscheiden. Sie können aufgabenorientiert ein System analysieren, auswählen und dimensionieren. H5.1 Regelungstechnik 1: Die Studierenden verstehen den Aufbau und die Wirkungsweise eines Regelkreises. Sie haben die Erfahrung, aus der Wirklichkeit ein regelungstechnisches Modell abzuleiten. Sie können sich für einen Reglertyp entscheiden und die Wirkungsweise des gesamten Regelkreises im Zeit-, aber auch im Frequenz- und im Laplacebereich beschreiben. Sie sind in der Lage, eine Stabilitätsbetrachtung anzustellen. Sie können mit empirischen Einstellregeln umgehen. H5.2 Regelungstechnik 2: Die Studierenden beherrschen weitere Gebiete der Regelungstechnik. Fuzzy Regler, Zweipunktregler, Kaskadenregler, Regelgüte und die unstetige Regelung. Einen weiten Raum nimmt die Einführung in die Zustandsregelung ein. Die Studierenden können die Beobachtbarkeit und die Steuerbarkeit eines Systems ermitteln sowie einfache Zustandsregler dimensionieren. H5.3 Labor Regelungstechnik: Das Labor beginnt mit der Simulation von Regelkreisen. Die Studierenden erfahren die konkrete Wirkung der einzelnen Regelparameteränderungen. Sie können verschiedene Regelungskonzepte einander gegenüberstellen und bewerten und lernen die praktischen Einstellkriterien kennen. Die Studierenden sind darin geübt, sich in einen neuen Sachverhalt einzuarbeiten und aus einem experimentellen Sachverhalt eine aussagekräftige Schlussfolgerung zu ziehen. Sie sind mit der Wirkungsweise und den Grenzen von Sensoren und industriellen Messgeräten vertraut. Sie sind geübt in der Dokumentation eines Versuchs. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 139 von 175 H5.4 Sensortechnik: Die Studierenden verstehen, was einen Sensor aufgrund seines Prinzips und seine Technologie für den Markt prädestiniert. Sie können unter einer praktischen messtechnischen Aufgabenstellung einen Sensor auswählen und die Auswahl begründen. Sie wissen um die Vor- und Nachteile der einzelnen Sensorprinzipien. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung Inhalt 3. Semester H 5.1 • Grundbegriffe der RegelungsRegelungstechnik technik 1 • Regelkreisverhalten • Strecken (Prof. Dr. Krug • Regler • Beschreibungen im Zeit, 2 SWS Laplace, Frequenzbereich • Stabilität • empirische Einstellregeln Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übungen Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 22,5 Vorbereitung (2 ECTS) 1 9 Klausur H5.1. Inhalt 4. Semester H 5.2 • Fuzzy-Regler Regelungstechnik • Unstete und nichtlineare Rege2 lung • Kaskadenreglung und Stör(Prof. Dr. Krug, grössenaufschaltung Prof. Dr. Kästel) • Regelgüte • Zustandsregler 2 SWS • Algorithmen aus der digitalen Regelungstechnik Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übungen 22,5 27,5 22,5 LK 1.-15. Woche 33,5 120 Min. (3 ECTS) 33,5 Gesamt: 56 17 16.-18. Woche 2 19 Klausur H5.2 Summe Gesamt: 9 50 Leistungsnachweis Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium Vorbereitung Gesamt: 41 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufAblauf h wand h 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 18,5 8 16.-18. Woche Summe Bezeichnung SK 60 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 18,5 Leistungsnachweis 22,5 52,5 Gesamt: 19 75 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 4. Semester H 5.3 Labor Regelungstechnik (Prof. Dr. Kästel) 3 SWS Inhalt • • • • • • • • • • • Simulation eines Regelkreises Druckregelung Temperaturregelung Füllstands- und Durchflussregelung Motorregelung Ultraschallmesstechnik magnetische Aufhängung Klimamessung und -regelung Positioniersystem Inverses Pendel Infrarotkamera Lehrform/ Selbststudium Versuchsdurchführung Zeit- Kontakt- Arbeits- Leislicher stunden aufwand tungsh h Ablauf nachweis 1.-15. Woche 3. Semester H 5.4 Sensortechnik (Prof. Dr. Kästel) 2 SWS • • • • • • • • • • • 33,75 41,25 Inhalt Lehrform/ Selbststudium Sensortechnologie Sensormarkt Temperaturmessung Wegmessung Geschwindigkeitsmessung Durchflussmessung Dehnungsmessstreifen Feuchtemessung Druck- und Kraftmesstechnik Schwingungsmessung Chemische Messtechnik Vorlesung mit Übungen 33,75 41,25 33,75 41,25 1.-15. Woche 22,5 18,5 SK 60 Min. (2 ECTS) 22,5 Vorbereitung Gesamt: 75 75 Zeit- Kontakt- Arbeits- Leislicher stunden aufwand tungsAblauf h h nachweis Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium Prüfungsvorbereitung und Klausur SL (3 ECTS) Selbststudium: • Versuchsvorbereitung • Protokoll zu jedem Versuch Summe Bezeichnung Februar 2006 Seite 140 von 175 18,5 Gesamt: 41 8 16.-18. Woche 1 9 Klausur H5.4 Summe 22,5 27,5 Gesamt: 9 50 Summe 3. Semester Summe 4. Semester 45 56,25 55 93,75 100 150 Summe Modul H5 101,25 148,75 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehen Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. 250 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 141 von 175 Literatur/Lernquellen: Lutz, H.; Wendt, W.: Taschenbuch der Regelungstechnik, 2.Auflage, Verlag Harri Deutsch, 1998 Förschler, G.: Regelungstechnik, 3. Aufl.; Teubner; Stuttgart 2001 Tröster, F.: Steuerungs- und Regelungstechnik für Ingenieure, 1.Auflage, Oldenbourg 2001 Schulz, G.: Regelungstechnik 1, 2. Auflage R. Oldenbourg Verlag, München/Wien 2004 Tränkler, H.-R.: Taschenbuch der Messtechnik, 4. Auflage, R. Oldenbourg Verlag, München/Wien 1996 Schrüfer, E.: Elektrische Messtechnik, 8. Auflage, Carl Hanser Verlag, München/Wien 2004 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Walter Kästel 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 142 von 175 Modul: H6 – Konstruktion und Werkstoffe Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Norman Seitz Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa Voraussetzungen für die Teilnahme: keine Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Pflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits 3+4 2 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 107 7 Qualifikationsziele: H 6.1 Werkstoffkunde 2: Die Studierenden haben erweiterte Kenntnisse von Werkstoffen und deren Anwendung. Dies umfasst ergänzend zum Modul G 8.2 die industriell wichtigsten Nichteisenmetalle: Aluminium, Kupfer und deren Legierungen, deren spezielle Wärmebehandlungs- und Verbindungsverfahren. Erweitert wird dies durch Kenntnisse der technisch bedeutsamen Kunststoffe: deren Grundeigenschaften und Grundstruktur und systematische Einteilung, sowie der elementaren Grundtypen Polymerisate, Polykondensate, Polyaddukte. Die moderne Werkstoffgruppe der Verbundwerkstoffe, innerhalb derer hochdynamisch ständig neue Entwicklungen entstehen komplettiert das Thema. Neben der Einteilung und Benennung sind die Studierenden in der Lage die Grundeigenschaften faserverstärkter Werkstoffe bei Lang- und Kurzfaserverstärkung rechnerisch zu modellieren und an realen Beispielen zu verifizieren. Sie kennen darüber hinaus auch die unterschiedlichen Einsatzbereiche von Verbundwerkstoffen mit Kunststoffund Metallmatrix (MMC) ebenso wie die Grundeigenschaften dispersions- und teilchenverstärkter Werkstoffe und sintertechnisch erzeugter Cermets insbesondere auch für elektrotechnische Anwendungen, die darüber hinaus eine generell wirtschaftlich günstigere Werkstoffalternative zu Faserverbunden darstellen können. Die Studierenden besitzen außerdem aus aktuell durchgeführten Forschungsprojekten im Bereich intelligenter Werkstoffe („smart materials“), wie z.B. neuentwickelte Formgedächtnislegierungen („memory metals“) und deren vorteilhafte Anwendung weiterreichende Kenntnisse. Dies erstreckt sich zusätzlich auch noch auf einzelne aktuelle Sonderbeispiele inkl. der für diese Anwendungen erforderlichen Sensortechnik. H 6.2 Labor Werkstoffkunde 2: Die Studierenden haben nach Abschluss des Submoduls erweiterte Kenntnisse von den zur Ermittlung verschiedener Werkstoffkennwerte erforderlichen Verfahren der Werkstoffprüfung. Dies umfasst einen Gesamtüberblick über wesentliche Prüfverfahren, die Ermittlung quasistatischer Festigkeitswerte, Details und Gegenüberstellung der gebräuchlichen und weiterentwickelten Härteprüfverfahren (bis hin zur Universalhärte), die Gesetzmäßigkeiten im Dauerschwingversuch und des Kerbschlagbiegeversuches etc. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 143 von 175 Ergänzt wird dies durch die Vorstellung der elektrischen Gesetzmäßigkeiten und der Messung von Isolationswiderständen (Oberflächen- und Durchgangswiderstände). Dies dient über das Grundverständnis hinaus auch zur Vorbereitung der entsprechenden Laborversuche im Modul H 6.2, die dann praktisch realisiert werden. Die Studierenden haben Erfahrungen mit unterschiedlichen Werkstoffarten und Prüfverfahren in eigenständig durchzuführenden Laborversuchen weiter beschäftigt. Dies umfasst auch eine Einführung in grundlegende bildgebende und analytische Verfahren (Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie und EDX-Mikroanalyseverfahren). H6.3 Konstruktion 2: Die Studierenden sind nach Abschluss des Submoduls in der Lage, Dimensionierungsberechnungen für mechanische Bauteile durchzuführen. Sie kennen grundlegende Konstruktionsmethoden und können diese an praktischen Beispielen anwenden. Sie können mit Hilfe eines 3D-CAD-Programms ein mechanisches System selbstständig gestalten und die erforderlichen Fertigungsunterlagen mit Einzelteil- und Zusammenbauzeichnungen sowie den zugehörigen Stücklisten erstellen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 3. Semester H 6.1 Werkstoffkunde 2 (Prof. Dr. Seitz) 2 SWS Inhalt • Nichteisenmetalle: Aluminium, Kupfer und deren Legierungen, mit deren Wärmebehandlungsund Verbindungsverfahren • Technisch bedeutsame Kunststoffe ( Polymerisate, Polykondensate, Polyaddukte) • Verbundwerkstoffe hier: faserverstärkte Werkstoffe rechnerische Modellierung, Einsatzbereiche von Verbundwerkstoffen mit Kunststoff- und Metallmatrix (MMC) • Eigenschaftenteilchenverstärkter Werkstoffe und cermets für fortgeschrittene elektrotechnische Anwendungen • Überblick Vor- und Nachteile der verschiedenen Werkstoffarten • intelligente Werkstoffe („smart materials“), z.B. Formgedächtnislegierungen • ausgewählte Werkstoffe der Sensortechnik • Einführung in grundlegende bildgebende und analytische Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Labor Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 22,5 38 Leistungsnachweis LK 90 Min. (3 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 144 von 175 Verfahren (Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie und EDX-Mikroanalyse) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 1,5 Klausur H 6.1 3. Semester H 6.2 Labor Werkstoffkunde 2 (Prof. Dr. Seitz) 2 SWS Inhalt • Zugversuche: Al-Legierung, Messing und Stahl mit detaillierter Auswertung • Härten und Anlassen von Stahl (inkl. Fraktographie) • Kerbschlagbiegeversuche unterschiedlich wärmebehandelter Stähle (inkl. weiterführender Interpretation) • Ausscheidungshärtung von AlLegierungen mit Anwendung und Nachweis über verschiedene Härteprüfverfahren • Experimentelle Verfestigung von SE-Kupfer mit Anwendung und Nachweis über geeignete Härteprüfverfahren • Widerstandsmessung an Isolationswerkstoffen mit 2 Arten von Hochwiderstandsmessgeräten, verschiedenen Messzellen und Elektrodentypen • Einführung in grundlegende bildgebende und analytische Verfahren (Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie und EDX-Mikroanalyse) Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Labor 22,5 52,5 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf 1.-15. Woche 22,5 27,5 Summe Summe 3. Semester Gesamt: 14,5 75 Leistungsnachweis SL (2 ECTS) Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung • Gesamt: 60,5 13 16.-18. Woche Summe Bezeichnung 38 22,5 27,5 22,5 27,5 Gesamt: 50 50 45 80 125 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 4. Semester H6.3 Konstruktion 2 (Prof. Dr. Paspa) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Konstruktion Vorlesung mit Übung • Dimensionierungsberechnungen Selbststudium: • Festigkeitsnachweis • Vorlesungsvor- und • Konstruktionsmethodik -nachbereitung • Bearbeitung von CAD Übungsaufgaben • Zusammenbaukonstruktion Februar 2006 Seite 145 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 22,5 LE 1.-15. Woche 27,5 (2 ECTS) Konstruktionsprojekt • Aufgabenklärung • Funktionsstrukturen • Prinziplösung • Gestaltung • Fertigungszeichnungen 22,5 27,5 Summe 22,5 27,5 Gesamt: 50 50 Summe Modul H6 67,5 107 175 Verwendbarkeit des Moduls: In diesem Modul werden den Studierenden wesentliche ingenieurwissenschaftliche Kenntnisse für ihre Hochschulausbildung zum Elektrotechnikingenieur vermittelt. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: H 6.1 + 6.2 Werkstoffkunde 2 mit Labor: Weißbach, W.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, 15. Auflage, Verlag Vieweg, Braunschweig 2002 Weißbach, W.: dto., Aufgabensammlung, 5. Auflage, Verlag Vieweg, Braunschweig 2002 Aluminium Taschenbuch, Band 1, 16. Auflage, Aluminium Verlag, Düsseldorf 2003 Jacobs, O.: Werkstoffkunde, 1. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg 2005 Fischer, Hofmann, Spindler: Werkstoffe in der Elektrotechnik, 5. Auflage, Hanser Verlag, 2002 Macherauch, E.: Praktikum in Werkstoffkunde, 10.Auflage, Verlag Vieweg, Braunschweig 1992 Frühauf, J.: Werkstoffe der Mikrotechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2005 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 146 von 175 H6.3 Konstruktion 2: Geschke, H.W.; Helmetag, M.; Wehr, W.: Böttcher/Froberg Technisches Zeichnen, 23. Auflage. Hrsg. vom DIN, Deutsches Institut für Normung e.V. Stuttgart; Teubner, Leipzig; Beuth, Berlin/Wien/Zürich 1998 Hoischen, H.; Hessern, W. (Hrsg.): Technisches Zeichnen, 30. Auflage, SchwannGirardet: Cornelsen, Düsseldorf 2005 Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente, 17. Auflage, Vieweg, Wiesbaden 2005 Krause, W. (Hrsg.): Konstruktionselemente der Feinmechanik, 3. Auflage, Hanser, München/Wien 2004 Müller, H.W.: Kompendium Maschinenelemente, 7. Auflage, Selbstverlag, Darmstadt 1987 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 147 von 175 Modul: H7 – Elektrische Maschinen und Leistungselektronik Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Günther Dittrich, Prof. Dr.- Ing. Hermann Lanfer Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 4 1 Sem. Jedes Sem. 10 112,5 137,5 10 Qualifikationsziele: Bei erfolgreichem Abschluss können die Studierenden den Aufbau und die Funktionsweise von modernen Komponenten und Systemen der Elektrischen Maschinen und der Leistungselektronik beschreiben. Außerdem können sie selbstständig theoretische und praktische Untersuchungen und Geräteentwicklung auf dem Gebiete der Elektrischen Maschinen und der Leistungselektronik durchführen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 4. Semester H7.1 Elektrische Maschinen (Prof. Dr. Dittrich) 4 SWS Inhalt • Aufbau, Wirkungsweise, Kennlinien und Schutz von Transformatoren, Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen, Gleichstrommaschinen, EC-Motoren, Linearmotoren und Schrittmotoren • Drehfeld / Raumzeiger • Anlassverfahren, Drehzahlstellung und Bremsmöglichkeiten • Besonderheiten der Permanenterregung • Energieeffizienz bei elektrischen Antrieben Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 45 PK 1.-15 Woche 180 Min Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung (4 ECTS) 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur 29 Vorbereitung Gesamt: 74 23 16.-18. Woche 3 26 Klausur H7.1+H7.2 Summe 29 45 55 Gesamt: 26 100 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 4. Semester H7.2 Leistungselektronik (Prof. Dr. Lanfer) 3 SWS Inhalt • Halbleiter-Ventilbauelemente (Aufbau, Statische Kennlinien, Schalteigenschaften, Thermisches Verhalten) • Netzgeführte Stromrichter (Wechsel-, Drehstromsteller, 2 bis 12 pulsige Gleich-, Wechselrichter) • Netzrückwirkungen (Steuerblindleistung, Leistungsfaktor) • Selbstgeführte Stromrichter (Frequenzumrichter für Wechsel-, Drehstrom, Raumzeigermodulation, Anwendungen) • Schaltnetzteile (sekundär, primär getaktet) Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übung Februar 2006 Seite 148 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 33,75 SL 1.-15 Woche (3 ECTS) Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Übungsaufgabenbearbeitung 33,75 Prüfungsvorbereitung und Klausur 24,25 Vorbereitung 24,25 17 16.-18. Woche Klausur H7.1+H7.2 17 Summe Bezeichnung 4. Semester H7.3 Labor Elektrische Maschinen (Prof. Dr. Dittrich) 1 SWS Gesamt: 58 Inhalt Laborübungen: • Arbeitssicherheit, Funktion der Bremsen • Gleichstrommotore (Reihenund Nebenschluss) • Drehstromasynchronmotor (Steuerung, Kennlinien) • Drehstromsynchronmaschine (Motor- und Generatorbetrieb) • Motorprüfstand (Anlaufströme, Wirkungsgradbestimmung) • EC-Motor (Kennlinien, Feldaufbau) Lehrform/ Selbststudium Laborübung 33,75 41,25 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 11,25 SL 1.-15. Woche 13,75 (1 ECTS) Selbststudium • Vorbereitung Laborversuche 11,25 Summe Gesamt: 17 75 11,25 13,75 13,75 Gesamt: 25 25 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 4. Semester H7.4 Labor Leistungselektronik (Prof. Dr. Lanfer) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Laborübungen: • Ungesteuerte Gleichrichterschaltungen • gesteuerte Gleichrichterschaltungen • Stromrichter im Wechselrichterbetrieb • Phasenanschnittssteuerung • Vollgesteuerter Drehstromsteller • Digitale Frequenzumrichter Laborübung Februar 2006 Seite 149 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 22,5 SL 1.-15. Woche 27,5 (2 ECTS) Selbststudium • Vorbereitung Laborversuche Summe Summe Modul H7 22,5 27,5 22,5 27,5 112,5 137,5 Gesamt: 50 50 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: Jäger, R.; Stein, E.: Leistungselektronik: Grundlagen und Anwendungen, 5. Auflage, VDE – Verlag, Berlin/Offenbach 2000 Meyer, M.: Leistungselektronik: Einführung, Grundlagen, Überblick, Springer Verlag, Berlin 1990 Michel, M.: Leistungselektronik, 3. Auflage, Springer Verlag, 2003 Hirschmann, W.; Hauenstein, A.: Schaltnetzteile, Verlag Publics MCD, 1990 Fischer, R.: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag, 2004 Müller, G.: Grundlagen elektrischer Maschinen, WILEY-VCH, 2006 Fuest, K.; Döring, P.: Elektrische Maschinen und Antriebe, Vieweg Verlag, 2004 Kremser, A.: Grundzüge elektrischer Maschinen und Antriebe, 2. Auflage, TeubnerVerlag, Stuttgart 2004 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 250 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 150 von 175 Modul: H8 – Elektrische Schaltungen und EMV Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler, Dr.-Ing. Elmar Zeitler Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 6 1 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 82,5 6 Qualifikationsziele: H8.1 Schaltungstechnik 1: Die Studierenden können analoge und digitale Schaltungen einordnen. Sie können Hard- und Softwaresysteme einordnen. Sie kennen Methoden zum strukturierten und modularen Entwurf digitaler Systeme. Die Studierenden kennen den Entwurfsprozess. Die Studierenden beherrschen die Hardware-Beschreibungssprache VHDL. Sie können Systeme modellieren und simulieren. Sie kennen programmierbare Logikbausteine und deren Einsatzgebiete. Die Studierenden kennen moderne Entwicklungstrends. H8.2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Die Studierenden kennen die Grundzüge der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Sie kennen die Grundsätze der Regelungen zur EMV und der technischen Richtlinien in Europa. Die Studierenden kennen die einzelnen EMV- Messverfahren. Anhand von Beispielen sind sie bezüglich einzelner EMV-Effekte sensibilisiert. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 151 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 6. Semester H8.1 Schaltungstechnik 1 (Prof. Dr.Gessler) 4 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Einführung digitale Schaltungstechnik • Einordnung der Hard- und Softwareentwicklung • Design Metriken • Entwurfsprozess • Beschreibungsformen • Beschreibungssprache VHDL • Modelle und Simulation • Programmierbare Logik • Entwicklungstrends Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf 1.-15. Woche 45 Vorbereitung (4 ECTS) 2 17 Klausur H8.1 6. Semester H8.2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) (Dr. Zeitler) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • „Funktionsweise“ der technischen europäischen Richtlinien • Inhalt der EMV-Richtlinie • Normen des Standards • Prüfeinrichtungen: Aufbau und Funktion • Bauteile (Schwerpunkt Einsatz bei Entstörung) Vorlesung mit Übung 45 55 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche 22,5 19,5 Vorbereitung Gesamt: 83 Gesamt: 17 100 Leistungsnachweis SK 60 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur 38 15 16.-18. Woche Summe Bezeichnung LK 120 Min. Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur 38 Leistungsnachweis 19,5 Gesamt: 42 7 16.-18. Woche 1 8 Klausur H8.2 Summe 22,5 27,5 Gesamt: 8 50 Summe Modul H8 67,5 82,5 150 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 152 von 175 Literatur/Lernquellen: H8.1 Schaltungstechnik 1: Gessler, R.; Mahr, T.: Hardware-Software-Codesign, Vieweg-Verlag, 2006 Hertwig, A.; Brück, R.: Entwurf digitaler Systeme, Hanser, 2000 Sikora, A.: Programmierbare Logikbausteine, Hanser, 2001 Perry, D.: VHDL, 4. Auflage, McGraw-Hill, 2002 H8.2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Habiger, E.: Elektromagnetische Verträglichkeit, 3. Auflage, Hüttig, 1998 Goedbloed, J. J.: EMV – Elektromagnetische Verträglichkeit, Pflaum, 1997 Kröger, R.; Unbehauen, R.: Elektrodynamik, Teubner, 1997 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Ralf Gessler 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 153 von 175 Modul: H9 – Interdisziplinäres Projektlabor Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 7 1 Sem. Jedes Sem. 6 67,5 107,5 7 Qualifikationsziele: Die Studierenden verstehen die Zusammenhänge, die bei einer Arbeit in einem Team zum Erfolg eines gemeinsamen Projekts führen. Sie können die Methoden des Projektmanagements anwenden. Sie beherrschen die Beschreibung einer interdisziplinären Aufgabe. Sie sind in der Lage ein Projekt zu planen, einen Ablaufplan und eine Zielvereinbarung inhaltlich und terminlich zu erstellen. Die Studierenden kennen die gruppendynamischen Prozesse in der Zusammenarbeit in einem Team und Möglichkeiten der Ausgestaltungen zur gemeinsamen Erreichung eines Ziels. Nach erfolgreichem Abschluss des Projekts sind sie befähigt, das Ergebnis eines Projekts als Dokument und in einem Referat umfassend darzustellen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 7. Semester H9.1 Projektlabor Mechatronik (Prof. Dr. Lanfer) 6 SWS Inhalt • Selbstorganisation einer Arbeitsgruppe von 3 bis 5 Studierenden für die Bearbeitung eines fächerübergreifenden technischen Projekts • Beschreibung eines des Projekts durch ein Pflichtenheft. • Gemeinsame Ziel- und Terminplanung • Organisation nach Methoden des Projektmanagements • Übernahme von Teilaufgaben durch die Arbeitsgruppenmitglieder • Regelmäßige Projektbesprechungen mit Ist- und Sollver- Lehrform/ Selbststudium Laborarbeiten Selbststudium: • Literaturstudium • Vorbereitung Entwicklungstätigkeit Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 67,5 LL 1.-15. Woche 59,5 (7 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 154 von 175 gleiche im Projektfortschritt • Planung und Durchführung einer Präsentationsveranstaltung zur Darstellung der Ergebnisse • Ergebnisdarstellung in Form einer schriftlichen Dokumentation 67,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Laborarbeit und Präsentation 59,5 48 16.-18. Woche 48 Summe Modul H9 Gesamt: 127 67,5 107,5 Gesamt: 48 175 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflichtfach im Hauptstudium und baut auf die Fach- und Methodenkompetenz, die in den Modulen des sonstigen Hauptstudiums bereits erworben wurden. Es ermöglicht die Erprobung von ingenieurmäßigen Arbeiten in Arbeitsgruppen und baut auf die unterschiedlichen Befähigungen der einzelnen Arbeitsgruppenmitglieder auf. Das Modul dient der Vorbereitung auf die Bachelorthesis. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von insgesamt 7 Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: Duncan, W. R.: A Guide to the Project Management Body of Knowledge, PMI, Standards Comittee, 1996 Haug, C.: Erfolgreich im Team, dtv-Verlag, 1994 Kerzner, H.: Project Management: A Systems Approach to planning, scheduling and controlling, 8th edidition, Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey 2003 Müller, K.: Management für Ingenieure: Grundlagen, Techniken, Instrumente, 2. Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg 1994 Schelle, H.: Projekte zum Erfolg führen, Deutscher Taschenbuch Verlag, 1996 RKW(HRG): Projektmanagement Fachmann, 5. Auflage, RKW Verlag, Düsseldorf 1999 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 155 von 175 Modul: H10 – Systeme der Mechatronik Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug, Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank, Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 6 1 Sem. Jedes Sem. 10 112,5 137,5 10 Qualifikationsziele: H10.1 Systeme der Mechatronik 1: (Antriebssysteme:) Die Studierenden kennen die Theorie und den Praxiseinsatz der wichtigsten Komponenten elektrischer Antriebssysteme. Hierbei können sie sowohl das Zusammenwirken als auch das Optimieren von Komponenten und Baugruppen innerhalb elektrischer Antriebssysteme beurteilen. H10.2 Systeme der Mechatronik 2: (Steuerungstechnik und Bussysteme:) Die Studierenden kennen die Anforderungen an unterschiedliche Kommunikationssysteme in der Automatisierungstechnik. Für den Anschluss von Sensoren und Aktoren an Steuerungen werden heute sehr häufig Feldbusse eingesetzt. Die Studierenden beherrschen die Anwendungen von solchen Bussystemen sowohl für die Industrie- als auch für die Gebäudeautomatisierung. Die Vernetzung von Steuerungen mit übergeordneten Rechnern und Leitsystemen (SCADA) erfolgt in der Automatisierungstechnik über LANs und WANs. Diese Kommunikationssysteme kommen aus dem Bereich der IT und sind um spezifische Dienste erweitert. Die Studierenden beherrschen die Anwendung dieser Systeme. H 10.3 Systeme der Mechatronik 3: (Kommunikationstechnik:) Die Studierenden kennen die Grundlagen der kabelgebundenen und drahtlosen Übertragungstechniken. Die Anforderungen an die Empfangstechnik kennen sie aus den Gesetzmäßigkeiten der Wellenausbreitung. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 156 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 6. Semester H10.1 Systeme der Mechatronik 1 (Antriebssysteme) (Prof. Dr. Krug) 4 SWS Inhalt • Grundbegriffe über Antriebssysteme • Komponenten elektrischer Antriebssysteme: Sensoren, Antriebselektronik, el. Maschinen (PMSM, Schritt-, Linearmotor), Getriebe (Planeten-, Zykloidgetriebe) • Analyse elektrischer Antriebssysteme • Dimensionierung elektrischer Antriebssysteme Lehrform/ Selbststudium Vorlesung Zeitlicher Ablauf 1.-15. Woche Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h Leistungsnachweis 45 37 PK 180 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben • Literaturstudium (4 ECTS) 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 3 18 Klausur H10 6. Semester H10.2 Systeme der Mechatronik 2 (Steuerungstechnik und Bussysteme) (Prof. Dr. Frank) 4 SWS Prüfungsvorbereitung und Klausur Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Kommunikationsdienste für die Automatisierungstechnik • Feldbussysteme für die Industrieautomatisierung • Feldbussysteme für die Gebäudeautomatisierung • LAN/WAN für die Automatisierungstechnik • SCADA-Systeme Vorlesung mit Übung 45 55 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h 1.-15. Woche Gesamt: 82 15 16.-18. Woche Summe Bezeichnung 37 Gesamt: 18 100 Leistungsnachweis 45 40 (4 ECTS) 45 40 Gesamt: 95 Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung Vorbereitung 15 16.-18. Woche Klausur siehe H10.1 15 Summe 45 55 Gesamt: 15 100 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 6. Semester H10.3 Systeme der Mechatronik 3 (Kommunikationstechnik) (Prof. Krause) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium • Grundlagen der Sprachkommunikation • Grundlagen der Videokommunikation • Kabelgebundene Übertragungstechnik • Drahtlose Übertragungstechnik • Wellenausbreitung • Empfängertechnik Vorlesung mit Übung Prüfungsvorbereitung und Klausur Februar 2006 Seite 157 von 175 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf 1.-15. Woche Leistungsnachweis 22,5 20,5 (2 ECTS) 22,5 20,5 Gesamt: 43 Selbststudium • Nachbereitung der Vorlesung • Übungsaufgaben • Literaturstudium • Begleitende Prüfungsvorbereitung Vorbereitung Klausur siehe H10.1 7 16.-18. Woche 7 22,5 27,5 Gesamt: 7 50 112,5 137,5 250 Summe Summe Modul H10 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Literatur/Lernquellen: H10.1 Systeme der Mechatronik 1: (Antriebssysteme) Leonhard W.: Control of Electrical Drives, Springer-Verlag, Berlin 2001 Schönfeld, R.: Elektrische Antriebe und Bewegungssteuerungen, VDE-Verlag, 2005 Seefried, E.: Elektrische Maschinen und Antriebstechnik, Seefried, Vieweg-Verlag, 2001 Föllinger, O.: Regelungstechnik, 8. Auflage, Hüthig GmbH, Heidelberg 2006 Constantinescu-Simon, L. et. al.: Elektrische Maschinen und Antriebssysteme, Vieweg-Verlag, 1999 Rummich, E. et. al.: Elektrische Schrittmotoren und –antriebe, expert-Verlag, 2005 Vogel, J. et. al.: Elektrische Antriebstechnik, Hüthig GmbH, Heidelberg 1998 Krause, J.: Niederspannungs- und Antriebstechnik, Vogel-Verlag, 2004 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 158 von 175 H10.2 Systeme der Mechatronik 2: (Steuerungstechnik und Bussysteme:) Weigmann, J.; Kilian G.: Dezentralisieren mit PROFIBUS-DP/DPV1, Publics Corporate Publishing, 2002 LON Nutzer Organisation e.V.: LonWorks – Installationshandbuch, VDE-Verlag, Berlin/Offenbach 2005 Metter, M.; Bucher, R.: IT in der Industrieautomatisierung, Publics Corporate Publishing, Erlangen 2003 H10.3 Systeme der Mechatronik 3: (Kommunikationstechnik:) Conrads, D.: Telekommunikation Grundlagen Verfahren Netze, Verlag Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden 2001 Freyer, U.: Nachrichtenübertragungstechnik Grundlagen, Komponenten, Verfahren und Systeme der Telekommunikationstechnik, Verlag Carl Hanser, München/Wien 2000 Herter, E. u. Lörcher, W.: Nachrichtentechnik Übertragung – Vermittlung – Verarbeitung. Verlag Carl Hanser, München/Wien 2000 Häberle, H. et al.: Nachrichtentechnik Signalübertragung und Signalverarbeitung, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 1991 Bergmann F.; Gerhardt, H.-J.: Handbuch der Telekommunikaton, Verlag Carl Hanser, München/Wien 2000 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug, Prof. Dr.-Ing. Heinz Frank, Prof. Dipl.-Ing. Thomas Krause, 9. 1. 2007 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 159 von 175 Modul: H11 – Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Norbert Wellerdick-Wojtasik, Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 6+7 2 Sem. Jedes Sem. 8 90 110 8 Qualifikationsziele: H11.1 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 1: (Technische Dynamik und Schwingungslehre) Die Studierenden beherrschen nach dem Abschluss des Submoduls die Grundlagen der Technischen Dynamik und Schwingungslehre, was für ein Verständnis mechatronischer System unerlässlich ist. Sie sind insbesondere in der Lage: - Bewegungsgleichungen auch räumlicher Starrkörpersysteme aufzustellen und diese hinsichtlich ihrer Dynamik beurteilen und analysieren zu können. - Fragestellungen der Schwingungslehre zu lösen. H11.2 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 2: (Getriebetechnik) Die Studierenden können nach Abschluss des Submoduls die unterschiedlichen Getriebearten einordnen und funktionsgerecht anwenden. Sie kennen die Einsatzmöglichkeiten von Reibrad- und Zahnradgetrieben sowie die Konstruktion von Evolventen und einfache (geometrische) Berechnungsverfahren für Stirnradgetriebe. Die Studierenden beherrschen die Auslegung von Keil- und Zahnriemengetrieben und kennen unterschiedliche Kettengetriebe. Sie kennen die Grundprinzipien von Kurvengetrieben und können Koppelgetriebe hinsichtlich ihres Freiheitsgrads und der verwendeten Lagertypen einordnen. Sie beherrschen die Berechnung verleibender Freiheitsgrade und Sonderabmessungen mit Hilfe der Grübler-Bedingung. Die Studierenden kennen Methoden zur Gestaltung von Koppelgetrieben für unterschiedliche Anwendungen und können Geschwindigkeiten und Beschleunigungen einzelner Glieder ermitteln. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 160 von 175 H11.3 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 3: (Finite Elemente) Die Studierenden beherrschen nach dem Abschluss des Submoduls die theoretischen Grundlagen der Methode der Finiten Elemente. Sie sind insbesondere in der Lage: - Die Vorgehensweise innerhalb der Simulationsprogramme zu erklären. - Die Bedeutung der Randbedingungen und Lasten einzuordnen. - Mögliche Fehlerquellen zu erkennen und Rechenergebnisse kritisch zu hinterfragen. H11.4 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 4: (Integrierte Produktentwicklung und Fertigung) Die Studierenden besitzen nach Abschluss des Submoduls eine Methodenkompetenz für die Entwicklung und Fertigungsprozessgestaltung von Produkten. Sie kennen das grundlegende Vorgehen beim methodischen Lösen von Problemen und können Hilfsmittel zur Klärung und Präzisierung der Aufgabenstellung anwenden. Den Lösungsraum können sie mit Hilfe von Variationsmethoden erweitern. Zur Entscheidungsfindung setzen sie Auswahl- und Bewertungsverfahren ein. Zur Entwicklung technischer Produkte abstrahieren die Studierenden zunächst die Aufgabenstellung und entwickeln daraus geeignete Funktionsstrukturen. Sie wählen geeignete physikalische Effekte aus und kombinieren diese zu innovativen Lösungen. Die Studierenden kennen die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Form, Werkstoff und Fertigungsverfahren und berücksichtigen diese bei der Gestaltung von Produkten. Sie besitzen grundsätzliche Kenntnisse über das Produktdatenmanagement und den Einfluss der Qualitätssicherung auf den Produktentstehungsprozess. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 161 von 175 Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 6. Semester H11.1 Entwicklung und Fertigung mechatronischerSysteme 1 (Technische Dynamik und Schwingungslehre) (Prof. Dr. Wellerdick-Wojtasik) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Technische Dynamik und Schwingungslehre • Relativkinematik • Koordinatentransformationen • Drallsatz und Lagrange Gleichungen 2. Art • Dynamische Eulergleichungen und ihre Anwendung • Freie ungedämpfte und gedämpfte Schwingungen • Erzwungene Schwingungen • Systeme mit mehr als einem Freiheitsgrad • Numerische Lösung nichtlinearer Systeme • Anwendungen und Relevanz in der Antriebstechnik Vorlesung mit Übung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 LK 1.-15. Woche 60 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 1 8,5 Klausur H11.1 6. Semester H11.2 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 2 (Getriebetechnik) (Prof. Dr. Paspa) 2 SWS Inhalt Lehrform/ Selbststudium Getriebetechnik Gleichförmig übersetzende Getriebe • Reibradgetriebe • Zahnradgetriebe • Evolventenkonstruktion • Geometrische Berechnung von Stirnradgetriebe • Auslegung von Keilriemengetrieben und Zahnriementrieben • Kettengetriebe Vorlesung mit Übung 19 Gesamt: 41,5 7,5 16.-18. Woche Summe Bezeichnung 19 22,5 27,5 Gesamt: 8,5 50 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 LK 1.-15. Woche 19 60 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben (2 ECTS) Ungleichförmig übersetzende Getriebe • Einsatz von Kurvengetrieben • Koppelgetriebe • Lagerarten • Freiheitsgrade • Grübler-Bedingung • Sonderabmessungen • Methoden zur Gestaltung • Ermittlung von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen 22,5 19 Gesamt: Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 162 von 175 41,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 1 8,5 Klausur H11.2 22,5 27,5 Gesamt: 8,5 50 Summe 6. Semester 45 55 100 Inhalt Lehrform/ Selbststudium Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis • Grundidee und Extremalprinzipien • Elemente und Ansatzfunktionen • Anwendungen auf Balken und Stabtragwerke und ebene Probleme in der linearen Elastizitätstheorie • Randbedingungen • Gesamtsystembetrachtungen • Anwendungen auf dynamische Fragestellungen • Anwendung auf Feldprobleme der Elektro- und Antriebstechnik Vorlesung mit Übung 22,5 LK Summe Bezeichnung 7. Semester H11.3 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 3 (Finite Elemente) (Prof. Dr. Wellerdick-Wojtasik) 2 SWS 7,5 16.-18. Woche 1.-15. Woche 60 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben (2 ECTS) 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 1 15 Klausur H11.3 Bezeichnung Inhalt Lehrform/ Selbststudium 7. Semester H11.4 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 4 (Integrierte Produktentwicklung und Fertigung) Methodisches Lösen von Problemen • Aufgabenklärung • Präzisierung • Lösungsraum erweitern • Auswahl- und Bewertungsverfahren Vorlesung mit Übung 2 SWS Methodische Produktentwicklung • Abstrahieren • Funktionsstrukturen • Physikalische Effekte • Morphologischer Kasten Gestaltung • Konstruktionsprinzipien • Variationsmöglichkeiten Selbststudium: • Vorlesungsvor- und -nachbereitung Bearbeitung von Übungsaufgaben 12,5 Gesamt: 35 14 16.-18. Woche Summe (Prof. Dr. Paspa) 12,5 22,5 27,5 Gesamt: 15 50 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 22,5 LK 1.-15. Woche 12,5 60 Min. (2 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 163 von 175 Fertigung • Werkstoffauswahl • Einfluss auf die Gestaltung • Produktdatenmanagement • Kosten • Qualitätssicherung 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 12,5 Gesamt: 36 14 16.-18. Woche 1 15 Klausur H11.4 22,5 27,5 Gesamt: 15 50 Summe 7. Semester 45 55 100 Summe Modul 11 90 110 200 Summe Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungsleistung erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: H11.1 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 1: (Technische Dynamik und Schwingungslehre) Gross, D.; Hauger, W.; Schnell, W.; Schröder, J.: Technische Mechanik, Band 3, 8. Auflage, Springer, Berlin 2004/2005 Holzmann, G.; Meyer, H.; Schumpich: Technische Mechanik, Band 2, 8. Auflage, B.G. Teubner, Stuttgart 2000 Schiehlen, W.; Eberhard, P.: Technische Dynamik, 2. Auflage, B.G. Teubner, Stuttgart 2004 Magnus, K.; Popp, K.: Schwingungen, 7. Auflage, B.G. Teubner, Stuttgart 2005 Wellerdick-Wojtasik, N.: Formelsammlung zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungsmaterial, als pdf erhältlich Wellerdick-Wojtasik, N.: Aufgabensammlungen zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungs- und Übungsmaterial, als pdf erhältlich Homepage der Vorlesungen: http://mitarbeiter.fh-heilbronn.de/~nweller/ H11.2 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 2: (Getriebetechnik) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 164 von 175 Luck, K.; Modler, K.H.: Getriebetechnik, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1995 Lohse, P.: Getriebesynthese, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1986 Krause, W. (Hrsg.): Konstruktionselemente der Feinmechanik, 3. Auflage, Hanser, München/Wien 2004 Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente, 17. Auflage, Vieweg, Wiesbaden 2005 H11.3 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 3: (Finite Elemente) Zienkiewicz, O. C.; Taylor, R. L.: The finite element method, Vol. 1, McGraw-Hill, London 1989 Zienkiewicz, O. C.; Taylor, R. L.: The finite element method, Vol. 2, McGraw-Hill, London 1991 Bathe, K.-J.: Finite-Elemente-Methoden, Springer, Berlin 2001 Wellerdick-Wojtasik, N.; Besdo: D.: Methode der Finiten Elemente in der Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau/Universität Hannover 2004, als pdf erhältlich Wellerdick-Wojtasik, N.: Formelsammlung zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungsmaterial, als pdf erhältlich Wellerdick-Wojtasik, N.: Aufgabensammlungen zur Technischen Mechanik, RWH Heilbronn-Künzelsau, Vorlesungs- und Übungsmaterial, als pdf erhältlich Homepage der Vorlesungen: http://mitarbeiter.fh-heilbronn.de/~nweller/ H11.4 Entwicklung und Fertigung mechatronischer Systeme 4: (Integrierte Produktentwicklung und Fertigung) Ehrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung, Hanser Verlag, München/Wien 1995 Ehrlenspiel, K.; Kiewert, A.; Lindemann, U.: Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren, 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 2000 Reinhart, G.; Lindemann, U.; Heinzl, J.: Qualitätsmanagement, Springer Verlag, Berlin Heidelberg/New York 1996 Roth, K.: Konstruieren mit Konstruktionskatalogen, Band I-II, Konstruktionslehre, 3. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 2000 VDI-Richtlinie 2222 Blatt 1: Konstruktionsmethodik: Methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien, Beuth Verlag, Berlin Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Norbert Wellerdick-Wojtasik 9. 1. 2007 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 165 von 175 Modul: H12 – Modellbildung und Simulation von Systemen Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 6+7 2 Sem. Jedes Sem. 8 90 135 9 Qualifikationsziele: H12.1 Modellbildung mechatronischer Systeme: Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktionsweise von folgenden Simulationsprogrammen: - Simplorer (Schaltungssimulation) - FEMLAB (Finite Elemente) - MATLAB Simulink (Systemsimulation) Die Studierenden kennen Modellbildungen aus dem Bereich der Sensoren, der Antriebstechnik und von Mehrachskinematiken. Hierbei beherrschen die Studierenden die ingenieursgerechte Handhabung von mathematischen und physikalischen Grundgesetzen. H12.2 Labor mechatronischer Systeme: Die Studierenden beherrschen den Umgang mit den Simulationsprogrammen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 6. Semester H12.1 Modellbildung mechatronischer Systeme (Prof. Dr. Krug) 4 SWS Inhalt • Aufbau und Funktionsweise von Simulationsprogrammen • Numerische Stabilität • Simulationsstrategien • Modellbildung mechatronischer Systeme • Analyse mechatronischer Systeme • Optimierung mechatronischer Systeme unter wirtschaftlichen Aspekten (Fertigbarkeit, Herstellungskosten, Kundennutzen) Lehrform/ Selbststudium Vorlesung Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand Ablauf h h Leistungsnachweis 45 SK 1.-15. Woche 38 120 Min. Selbststudium: • Vorlesungsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Übungsaufgaben • Literaturstudium (4 ECTS) 45 38 Gesamt: 83 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Prüfungsvorbereitung und Klausur Vorbereitung 7. Semester H12.2 Labor mechatronischer Systeme (Prof. Dr. Krug) 15 16.-18. Woche 2 17 Klausur H12.1 Summe Bezeichnung Februar 2006 Seite 166 von 175 Inhalt • Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme • Hardware in the loop • Robotik • Gantry-System 4 SWS Lehrform/ Selbststudium Anfertigung von Laborarbeiten 45 Zeit- Kontakt- Arbeitslicher stunden aufwand h h Ablauf Leistungsnachweis 45 LL 1.-15. Woche 47 (5 ECTS) Selbststudium: • Versuchsvor- und nachbereitung • Bearbeitung von Versuchsaufgaben • Literaturstudium 45 Prüfungsvorbereitung und Klausur 55 Anfertigung Laborarbeiten Gesamt: 17 100 47 Gesamt: 92 33 16.-18. Woche 33 Summe 45 80 Gesamt: 33 125 Summe Modul H12 90 135 225 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: H12.1 Modellbildung mechatronischer Systeme: Tietze, U.; Schenk, C.: Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag, Berlin 2002 Dostal, J.: Operationsverstärker, Hüthig Verlag, Heidelberg 1989 Leonard, W.: Control of Electrical Drives, Springer Verlag, Berlin 2001 Föllinger, O.: Regelungstechnik, Hüthig Verlag, Heidelberg 1990 H12.2 Labor mechatronischer Systeme: Handbuch FEMLAB-Software (Eng.) Handbuch Matlab-Software (Eng.) Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Andreas Krug 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 167 von 175 Modul: H13 – Betriebswirtschaft und Management Modul-Beteiligte: Prof. Dr.-Ing. Walter Kästel Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 5+6 2 Sem. Jedes Sem. 8 90 110 8 Qualifikationsziele: Gesamtziel: Die Studierenden kennen die elementaren Grundzüge aus der Betriebswirtschaftslehre, um die betriebswirtschaftlichen Belange eines Unternehmens zu verstehen und sich darin einzuordnen. Sie können darüber kommunizieren sowie ihre eigene Arbeit unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten bewerten. Sie kennen Methoden zur Arbeitsstrukturierung. Besonderer Schwerpunkt liegt auf dem Gebiet der Produktentwicklung und des technischen Vertriebs als ein mögliches Arbeitsgebiet der Absolventen. H13.1 Präsentation: Sie verstehen die professionelle Nutzung von Medien und der mündlichen Kommunikation zur Präsentation eines vornehmlich technischen Sachverhalts. Sie verstehen es, komplizierte technische Inhalte besonders Fachfremdem gegenüber darzustellen und sie zu überzeugen. Sie kennen die Instrumente, um die Wirkung der eigenen Präsentation festzustellen. H13.2 Grundlagen der Betriebswirtschaft: Sie verstehen die Wirkungsweise eines Unternehmens, vor allem aber die Sicht zum Produkt und zum Kunden. Sie können über ihren rein technischen Sachverhalt auch die Kundenbewertung eines Produkts vornehmen. Sie können sich mit einer Marketingabteilung qualifiziert unterhalten und gemeinsame Ziele vereinbaren. Sie verstehen die Aufbau- und Ablauforganisation eines Unternehmens und können das strategische Umfeld eines Unternehmens in ihre eigene Tätigkeit einordnen. H13.3 Projektmanagement: Die Studierenden verstehen die wesentlichen Aspekte des Projektmanagements und die Einordnung in den Innovationsprozess der Unternehmen. Sie kennen die Tools zur Projektplanung und können diese in Simulationsbeispiele einbringen. Soweit dies im Rahmen dieser Veranstaltung möglich ist, lernen Sie auch die teambezogenen Aspekte und die Steuerungsaspekte eines Projekts kennen. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 168 von 175 H13.4 Kostenrechnung für Ingenieure: Die Studierenden können die Kalkulation eines Produkts zumindest nachvollziehen. Sie können Stundensätze bilden und den Einsatz von Investitionsmitteln bewerten. Sie verstehen Projektabrechnungen. Sie gewinnen einen Eindruck über die Kalkulationsgrundlagen und über die Kostenrechnungssysteme. Sie können eine Bilanz und GuV-Darstellung lesen und beurteilen. Bei Entwicklungen wie Prozess- und Targetkostenrechnung können sie aus ihrer technischen Kenntniswelt zumindest mitdiskutieren. Das Thema konzentriert sich auf das mögliche Einsatzfeld in der Produktentwicklung und im technischen Vertrieb. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 5. Semester H13.1 Präsentation (NN) 2 SWS Inhalt • Struktur eines Präsentation • Technische Sachverhalte übermitteln • Der Präsentationsvortrag • Umgehen mit Störungen • Feed Back der Teilnehmer Lehrform/ Selbststudium Zeitlicher Ablauf Die Veranstaltung hat den Charakter eines Workshops. Im Vordergrund steht die Einübung von Präsentationen. 1.-15. Woche Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 22,5 27 Leistungsnachweis SR 30 Min. (2 ECTS) Selbststudium: • Vorbereitung einer Präsentation 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Referat 27 0,5 16.-18. Woche 0,5 Summe 5. Semester Bezeichnung Inhalt 6. Semester H13.2 • Aufbau- und Ablauforganisation Grundlagen der • Marketing Betriebswirtschaft Marktsegmentierung Marketing Mix (Prof. Dr. Kästel) • Strategische Planung Erfahrungskurve, 2 SWS Lebenszyklusmodell Portfolio-Analysen • Wettbewerbstrategien Wertkette nach Porter Kostenstrategie Zeitstrategie Differenzierungsstrategie Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übungen 22,5 Zeitlicher Ablauf 1.-15. Woche 27,5 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 22,5 16,5 Vorbereitung Klausur: H13.2. + 13.3 + 13.4 Summe Gesamt: 0,5 50 Leistungsnachweis PK 180 Min. Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium (2 ECTS) Klausur zus.: H13.2 + H13.3 + H13.4 22,5 Prüfungsvorbereitung und Klausur Gesamt: 49,5 16,5 Gesamt: 39 8 16.-18. Woche 3 11 22,5 27,5 Gesamt: 11 50 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Bezeichnung 6. Semester H13.3 Projektmanagement (Prof. Dr. Kästel) 2 SWS Inhalt • • • • • • • • Was ist eine Innovation? Projekteröffnung Projektplanung Projektdurchführung Projektkontrolle Projektabschluss Projektteam, Projektorganisation Prüfungsvorbereitung und Klausur Lehrform/ Selbststudium Zeitlicher Ablauf Vorlesung mit Workshop 1.-15. Woche Februar 2006 Seite 169 von 175 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h 22,5 20,5 (2 ECTS) 22,5 20,5 Gesamt: 43 Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium Vorbereitung 7 16.-18. Woche Klausur siehe H13.2 7 Summe Bezeichnung 6. Semester H13.4 Kostenrechnung für Ingenieure (Prof. Dr. Kästel oder Lehrbeauftragter) 2 SWS Leistungsnachweis Inhalt • Kostenartrechnung • Kostenstellenrechnung • Kostenrechnungssysteme wie Vollkostenrechnung, Deckungsbeitragsrechnung • Bilanz • Gewinn und Verlust Rechnung • Prozesskostenrechnung • Targetkostenrechnung Prüfungsvorbereitung und Klausur Lehrform/ Selbststudium Vorlesung mit Übungen 22,5 Zeitlicher Ablauf 1.-15. Woche 27,5 Kontakt- Arbeitsstunden aufwand h h Gesamt: 7 50 Leistungsnachweis 22,5 20,5 (2 ECTS) 22,5 20,5 Gesamt: 43 Selbststudium: • Vorlesungsnachbereitung • Bearbeiten von Fallstudien • Literaturstudium Vorbereitung 7 16.-18. Woche Klausur siehe H13.2 7 Summe Summe 6. Semester Summe H13 22,5 67,5 27,5 82,5 Gesamt: 7 50 150 90 110 200 Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Die bei den Submodulen vorgesehen Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 170 von 175 Literatur/Lernquellen: Duncan, W. R.: A Guide to the Project Management Body of Knowledge, PMI, Standards Comittee, 1996 Warnecke et al.: Kostenrechnung für Ingenieure, 5. Auflage, Hanser-Verlag, München/Wien 1996 Haug, C.: Erfolgreich im Team, dtv-Verlag, 1994 Kerzner, H.: Project Management: A Systems Approach to planning, scheduling and controlling, 8th edidition, Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2003 Müller, K.: Management für Ingenieure: Grundlagen, Techniken, Instrumente, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 1994 Schelle, H.: Projekte zum Erfolg führen, Deutscher Taschenbuch Verlag, 1996 RKW(HRG): Projektmanagement Fachmann, 5. Auflage, RKW Verlag, Düsseldorf 1999 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Walter Kästel 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 171 von 175 Modul: P – Praktisches Studiensemester und Kolloquium Modul-Beteiligte: Professoren des Studienganges Voraussetzungen für die Teilnahme: bestandenes Grundstudium nach § 24 (1) SPO allg. Teil Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 5 1 Sem. Jedes Sem. 2 22,5 26 Wochen 28 Aufbau: Das Modul „Praktisches Studiensemester und Kolloquium“ umfasst drei Phasen: 1. Phase: Praktikantenkolloquium Teil A. Das Kolloquium Teil A findet in der Hochschule zu Beginn des Praktischen Studiensemesters statt. 2. Phase: Praktisches Studiensemester. Sie besteht in einer ingenieurmäßigen Tätigkeit in einem Unternehmen. Die Studierenden werden während dieser Zeit von einem Professor betreut. 3. Phase: Praktikantenkolloquium Teil B. Das Kolloquium Teil B findet in der Hochschule im Semester nach dem Praktischen Studiensemester statt. Hier sollen die Studierenden ihre Erfahrungen reflektieren und das in der Praxisphase gelernte abstrakt erkennen und darstellen. Qualifikationsziele : Gesamtziel: Die Studierenden sind in der Lage, ihre in den vorangegangenen Theoriesemestern erworbenen fachlichen und sozialen Kompetenzen in einem Unternehmen umzusetzen. Sie kennen die rechtlichen und organisatorischen Rahmenbedingungen im Unternehmensumfeld und die Bedeutung aber auch die Probleme bei der praktischen Umsetzung theoretischer Konzepte. Darüber hinaus bereiten sie sich auf ihre Bachelorthesis vor und legen den Grundstein für den späteren Einstieg ins Berufsleben. Praktikantenkolloquium-Teil A: Die Studierenden erhalten die Informationen über Ziel und Durchführung des praktischen Studiensemesters und sind damit in der Lage, das praktische Studiensemester erfolgreich zu absolvieren. Blockveranstaltungen über Kommunikation und Präsentation als auch über ethische Grundlagen im Spannungsfeld Mensch – Technik – Wirtschaft machen sie aufmerksam für nichttechnische Erfolgsfaktoren betrieblicher Tätigkeiten. Der Informationsaustausch mit Studierenden, die gerade das praktische Studiensemester absolviert haben befähigen sie, mit den Anforderungen des praktischen Studiensemesters fertig zu werden. Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 172 von 175 Praktisches Studiensemester: Ziel des Praktischen Studiensemesters ist es, in einem (oder mehreren) ausgewählten betrieblichen Funktionsbereich(en) ingenieurmäßige Arbeit zu leisten und dabei das in den bisherigen Theoriesemestern erworbene Wissen anzuwenden. Dabei sollen auch die Verknüpfungen mit wirtschaftlichen, ökologischen, sicherheitstechnischen und ethischen Aspekten deutlich werden. Praktikantenkolloquium Teil B: Die Studierenden sind in der Lage, die im Praktischen Studiensemester erzielten Arbeitsergebnisse zu präsentieren, die gesammelten Erfahrungen kritisch zu reflektieren und mit den in den begleitenden Lehrveranstaltungen erworbenen Theoriekenntnissen zu verknüpfen. Inhalte der Lehrveranstaltungen: Bezeichnung 5. Semester P Praktisches Studiensemester (Prof. Dr. Lanfer) 28 ECTS Inhalt Praktikantenkolloquium Teil A • Einführung in Ziel und Ablauf des praktischen Studiensemesters • Blockveranstaltung: Kommunikation und Präsentationstechnik • Blockveranstaltung: Mensch – Technik – Wirtschaft; Ethische Grundlagen • Teilnahme an Präsentationen von Studierenden, die gerade ihr praktisches Studiensemester absolviert haben, Informationsaustausch Praktisches Studiensemester • Bearbeiten und Lösen konkreter Aufgaben in einem, höchstens drei der Bereiche: - Entwicklung - Konstruktion und Normung - Fertigungsplanung und -steuerung - Qualitätssicherung - Fertigung und Montage - Prüffeld - Projektierung -Technischer Vertrieb oder weiterer einschlägiger Bereiche. • Mitarbeit an speziellen für den gewählten Schwerpunkt relevanten Projekten • Über die praktische Tätigkeit ist ein schriftlicher Bericht anzufertigen. Der Praktikumsbericht muss Art, Ziel und Lösung der bearbeiteten bzw. begleiteten Aufgaben beinhalten und die eingesetzten Mittel Vorge Lehrform/ Selbststudium Seminar Praktische Tätigkeit Selbststudium, Zeitlicher Kontakt- Arbeits- LeisAblauf stunden aufwand tungsh h nachweis Blockveranstaltung, Kolloquium (Anfang 5. Semester) 26 Wochen 22,5 26 Wochen Praktikumsbericht, 30 Min. SR (28 ECTS) Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 173 von 175 hensweisen und Ergebnisse beschreiben und kritisch würdigen. • Der Bericht hat den Anforderungen einer wissenschaftlichtechnischen Arbeit zu entsprechen. Praktikantenkolloquium Teil B • Präsentation der im Praktischen Studiensemester durchgeführten Projekte und Reflexion der dabei gemachten Erfahrungen. • Diskussion ausgewählter Problemstellungen aus den Praktikumsberichten. Selbststudium: • Vorbereitung der Praktikumspräsen-tation Blockveranstaltung, Kolloquium Literaturstudium zu Teil B den jeweiligen in den (Beginn ausgewählten Pro- 6. Seblemstellungen be- mester) handelten Themenbereichen Summe Modul P 22,5 26 Wochen 26 Wochen Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist eine Pflichtveranstaltung des Hauptstudiums. Zuordnung von Leistungspunkten: Die vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistungen erfolgreich erbracht wurden. Literatur/Lernquellen: Lang, R. W.: Schlüsselqualifikationen, München, 2000 Hering, L. und H.: Technische Berichte, 4. Aufl., Vieweg Verlag 2003 Spoun, S.; Domnik, D. B.: Erfolgreich studieren, Pearson 2004 Erstellt von: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 174 von 175 Modul: BT – Bachelorthesis Modul-Beteiligte: Professoren des Studiengangs Voraussetzungen für die Teilnahme: Das Modul P muss erfolgreich absolviert worden sein. Das Thema der Bachelorthesis ist frühestens im sechsten Semester und spätestens drei Monate nach Abschluss aller Fachprüfungen auszugeben. Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Pflichtfach 7 1 Sem. Jedes Sem. 0,4 0 300 12 Qualifikationsziele: Die Bachelorthesis zeigt, dass die Studierenden innerhalb einer vorgegebenen Frist ein Problem aus dem Fach selbstständig nach wissenschaftlichen Methoden bearbeiten können. Auf Basis der Fragestellung können die Studierenden eine Literaturrecherche vornehmen und sich Einsicht in den bisher erreichten Wissensstand – einschließlich Forschungsstand – zu dem Thema der Bachelorthesis verschaffen. Danach ist das Thema in der Theorie und in der Praxis zu bearbeiten, welche die Fähigkeit zur Anwendung wissenschaftlicher Methoden nachweist. Die Bachelorthesis ist eine Prüfungsarbeit, für die eine Bearbeitungszeit von höchstens vier Monaten (in begründeten Ausnahmefällen von höchstens sechs Monaten) zur Verfügung steht. Das Selbststudium der Studierenden wird durch Beratungsgespräche gefördert und überwacht. Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Bei erfolgreicher Ableistung der Bachelorthesis werden 12 ECTS-Punkte vergeben. Literatur/Lernquellen zur Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens: Hering, L. und H.: Technische Berichte, 4. Auflage, Vieweg Verlag, 2003 Lanze, W.: Das technische Manuskript. Ein Handbuch mit ausführlichen Anleitungen für Autoren und Bearbeiter, 3. Auflage, 1982 Theisen, M. R.: Wissenschaftliches Arbeiten, Technik, Methodik, Form, 12. aktualisierte Auflage, München 2004 Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 Modulhandbuch zum Bachelorstudiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) Februar 2006 Seite 175 von 175 Modul: MP – Mündliche Bachelorprüfung Modul-Beteiligte: Professoren aus ET-B Voraussetzungen für die Teilnahme: Das Modul P muss erfolgreich absolviert worden sein. Eckdaten des Moduls Pflicht/ Wahlpflichtfach Semester Dauer des Angebots Pflichtfach 6. oder 1 Sem. 7. Sem. Häufigkeit des Angebotes SWS KontaktStunden Arbeitsaufwand Credits Jedes Sem. 0 0 50 2 Qualifikationsziele: Die mündliche Bachelorprüfung beinhaltet ein 15-minütiges Prüfungsgespräch über die Inhalte der Module H9 „Interdisziplinäres Projektlabor“ und H12 „Modellbildung und Simulation von Systemen“. Die Studierenden zeigen, dass sie die Studieninhalte strukturiert und in konzeptionellem Zusammenhang auf den konkreten Fall lösungs- und praxisorientiert anwenden können. Verwendbarkeit des Moduls: Das Modul ist Pflicht im Hauptstudium. Zuordnung von Leistungspunkten: Bei erfolgreicher Ableistung der mündlichen Bachelorprüfung werden 2 ECTS-Punkte vergeben. Literatur/Lernquellen: Lernquellen sind die Inhalte der Module H9 und H12. Ersteller: Datum: Prof. Dr.-Ing. Hermann Lanfer 18. 2. 2006 ">
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Hauptmerkmale
Grundlagen des Studiengangs
Informationen über die Module
Prüfungsordnung
Studiengangsleiter
Datum der Einführung
Erstellungsdatum
Häufig gestellte Fragen
Der Studiengang Antriebssysteme und Mechatronik (AM-B) ist ein Bachelorstudiengang, der sich mit der Entwicklung und dem Bau von mechatronischen Systemen beschäftigt. Mechatronik ist ein interdisziplinäres Fachgebiet, das die Bereiche Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Regelungstechnik verbindet.
Der Studiengang umfasst eine Vielzahl von Modulen, die in verschiedene Themengebiete unterteilt sind. Dazu gehören beispielsweise die Grundlagen der Mathematik, Physik, Elektrotechnik, Mechanik, Informatik und Werkstoffkunde.
Die Prüfungsordnung legt die Anforderungen für den erfolgreichen Abschluss des Studiengangs fest. Dazu gehören die Teilnahme an den Vorlesungen und Übungen, das Schreiben von Klausuren und die Erstellung einer Bachelorarbeit.
