Modulbeschreibung
Systemtechnik B (Ingenieurinformatik)
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- verstehen Modellbildung und Simulation und können diese auch als einen Teilprozess innerhalb der Produktentwicklung anwenden.
- können Systeme unter verschiedenen Aspekten modellieren und simulieren.
- können die wesentlichen technischen Bestandteile eines Systems hinsichtlich ihres zeitlichen Verhaltens beurteilen, beschreiben und Regelungen zur Verbesserung der Eigenschaften entwerfen.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Systemtechnik A (Elektronik und Regelungstechnik) oder
Systemtechnik A (Ingenieurinformatik)
Modultyp:
Bemerkungen:
Die hybride Lernfarbrik hat die wichtige Aufgabe das Zusammenwirken der Fachdisziplinen der Systemtechnik im Labor erleben zu können.
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet im Kurs Modellbildung, Simulation und Regelung eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Modellbildung, Simulation und Regelung eine individuelle Projektarbeit bewertet. Im Kurs Hybride Lernfabrik wird während der Unterrichtsphase eine Projektarbeit mittels Vortrag und Bericht bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Modellbildung, Simulation und Regelung eine individuelle Projektarbeit (Gewicht 15%) bewertet. Im Kurs Hybride Lernfabrik B wird während der Unterrichtsphase eine Projektarbeit mittels Vortrag und Bericht (Gewicht 35%) bewertet.
Am Ende des Semesters findet im Kurs Modellbildung, Simulation und Regelung eine abgesetzte Modulschlussprüfung (Gewicht 50%) statt.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
ie Studierenden
- können ein technisches System in geeignete Teilsysteme zerlegen und deren dynamisches Verhalten durch ein mathematisches Modell beschreiben und simulieren.
- können die zur Modellierung und Simulation notwendigen Parameter eines realen Systems messtechnisch bestimmen.
- können Anforderungen an Regelkreise beschreiben und spezifizieren.
- können Regler entwerfen, aufbauen und in Betrieb nehmen.
- können die Stabilität von dynamischen Systemen beurteilen.
- können Regelkreise gemäss den Anforderungen optimieren.
Modul- und Lerninhalt:
Anwendung der Messtechnik und der Aktorik
- Messen und Modellieren der Charakteristik von Sensoren und Aktoren
- Beurteilen der Auswirkungen bestimmter Sensoren und Aktoren auf eine Regelung
Aufbau und Elemente eines Regelkreises
- Arbeiten mit Blockschaltbildern
- Kenntnis des Standardregelkreises und seiner wesentlichen Elemente (Regler, Strecke, Mess- und Stellglieder)
- Kenntnis der wesentlichen dynamischen Grundglieder, Systeme mit und ohne Ausgleich
Anwendung von Simulationsverfahren
- Anwendung von grafischen blockorientierten Simulationsverfahren
- Simulation einzelner Elemente und des gesamten Regelkreises zur Beurteilung des dynamischen Verhaltens des realen (Gesamt-) Systems
- Einsatz von Simulationen im Rahmen des Entwurfs und der Auslegung eines Reglers
- Simulation mit nichtlinearen Elementen
- Simulation von Abtastregelungen
Anwendung mathematischer Methoden für dynamische zeitinvariante Systeme
- Aufstellen der Differentialgleichung für lineare und nichtlineare dynamische Systeme, Linearisierung nichtlinearer Systeme im Arbeitspunkt
- Anwendung der Laplace-Transformation
- Übertragungsfunktion zur Beschreibung linearer dynamischer Systeme
- Beschreibung des Übertragungsverhaltens linearer dynamischer Systeme im Frequenzbereich (z.B. Frequenzgang und Bode-Diagramm)
- Anwendung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate zur Bestimmung von Modellparametern
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Impulsreferate, Selbststudium, Tutorübungen, Laborversuche