Modulbeschreibung
Mechatronik III
ECTS-Credits:
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die Grundlagen des Internets der Dinge.
- kennen wichtige IoT-Kommunikationsprotokolle.
- wissen, wie die intelligenten Dinge des IoT aufgebaut sind und wie sie sicher via Internet kommunizieren.
- können einfache intelligente Gegenstände für das Internet der Dinge entwerfen und entwickeln.
- kennen die Grund-Topologien und die gebräuchlichsten galvanisch isolierten Wandler.
- kennen die Eigenschaften der getakteten Spannungsregler im Allgemeinen und die Eigenschaften der einzelnen Topologien im Speziellen.
- kennen die gebräuchlichsten Regelkonzepte für getaktete Wandler und ihre Eigenschaften.
- können Spulen und Transformatoren mit magnetischen und elektrischen Modellen beschreiben.
- können Spulen und Transformatoren dimensionieren.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- kennen gebräuchliche Motorentreiberschaltungen und das Space Vector Modulationsverfahren, um diese anzusteuern .
- kennen das Konzept der feldorientierten Regelung.
- können das dynamische Verhalten von einfachen Systemen als Übertragungsfunktion modellieren und verstehen die Analogie zwischen verschiedenen physikalischen Systemen.
- können Getriebe und reduzierte Massenträgheitsmomente in einem Antriebstrang berechnen und auslegen.
- können die unterschiedlichen Darstellungsformen von Übertragungsfunktionen im Bildbereich für die Systemanalyse anwenden.
- können unbekannte Modellparameter aus Messdaten identifizieren.
- können die Zustandsraumdarstellung und Strukturvektoren anwenden, um komplexere mechatronische Systeme zu modellieren.
- kennen die gängigsten nichtlinearen Effekte in mechatronischen Systemen und können diese mit Hilfe von Simulink nummerisch simulieren.
Anwendung der Entwicklungsmethodik auf die bestehende Facharbeit mit Fokus auf folgende Punkte: Projektdefinition; Risikomanagement; Projektplanung; Anforderungsmanagement.
Kurse in diesem Modul
Internet der Dinge (IoT):
Das Internet der Dinge (engl. Internet of Things, IoT) besteht aus „intelligenten“ Gegenständen, die den Menschen bei seinen Tätigkeiten unterstützen, ohne abzulenken oder aufzufallen. Zu diesen „intelligenten“ Objekten gehören Kühlschränke, Backöfen, Kaffeemaschinen, Briefkästen, Abfalleimer, Strassenlaternen, Regenschirme, Produktionsanlagen, etc. Das Internet der Dinge ist nicht nur Teil der Digitalisierung, bei der Informations- und Kommunikationstechnik auf alle Lebensbereiche Einfluss nimmt, sondern auch Teil von Industrie 4.0. Denn im Kern besteht Industrie 4.0 aus der Integration unterschiedlichster Informationssysteme in Produktion und Logistik sowie der Anwendung des Internets der Dinge und Dienste in industriellen Prozessen.
Dieser Kurs vermittelt die Grundlagen des Internets der Dinge. Das Internet der Dinge wird definiert und seine Bestandteile werden erläutert. Dann erfolgt eine Einführung in die Welt der Computerkommunikation. Praxisnahe Übungen mit einer gängigen Hardware werden für die Realisierung einer Reihe von IoT-Lösungen verwendet. Mit Node-RED wird ein grafisches Entwicklungswerkzeug zur raschen Umsetzung von Anwendungsfällen vorgestellt. Zum Schluss kommen best practices zur IoT-Sicherheit zur Diskussion.
Leistungselektronik und Antriebe:
Die Studierenden lernen die Grundprinzipien von getaktetem Wandler kennen und können diese auch anhand von den Anforderungen auswählen, dimensionieren sowie auch aufbauen. Ergänzend dazu wird auch das Verständnis zum Design von magnetischen Komponenten gelehrt.
Der zweite Teil fokussiert sich auf Antriebe und deren Ansteuerungen sowie Regelung.
Entwicklungsmethodik :
Die Studierenden lernen Projektdefinition; Risikomanagement; Projektplanung; Anforderungsmanagement auf ihr Bachelorarbeitsthema anzuwenden.
Modellbildung mechatronischer Systeme:
Die Studierenden kennen die Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems und können die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen physikalischen Modellen diskutieren. Die erstellten Modelle (Blockschaltbild oder Zustandsraumdarstellung) werden sowohl nummerisch gelöst als auch in den Bildbereich überführt (Frequenzgang, Pol-Nullstellen-Diagramm). Ein mögliches Vorgehen für die Auslegung eines Antriebsstrangs (Motor / Getriebe) wird beispielhaft an einer Vorschubachse erläutert.
Disclaimer
Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.