1. Grundlagen der Automatisierungstechnik
   - Begriffsdefinitionen
   - Anwendungsgebiete und Automatisierungsobjekte
   - Aufgaben
2. Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik
3. Steuerungen
    - Unterschied zw. Regelung und Steuerung
    - Die Programmiernorm DIN EN 61131-3
    - Verknüpfungsfunktionen
    - Verknüpfungssteuerungen
    - Ablaufsteuerungen 
    - Alternative Beschreibungsformen für Ablaufsteuerungen (GRAFCET, Petrinetze, Automaten)
4. Automatisierungsrechner und Rechnersysteme
    - Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
    - Prozessleitsysteme (PLS)
5. Kommunikationstechnik
    - Feldbusse (AS-interface, Profibus)
    - Ethernet TCP/IP
    - Industrial Ethernet (ProfiNet, SercosIII, EtherCAT)
    - Intelligente Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (IO-Link, HART-Protokoll)
6. Systeme der Fertigungsautomation
    - Computerized Numerical Control (CNC)
    - Industrieroboter

Becker, N., Automatisierungstechnik, 2. Auflage, Würzburg, Vogel Business Media, 2014

Langmann, R., Taschenbuch der Automatisierung, 2. Auflage, München, Fachbuchverl. Leipzig Verlag, 2010

In den Laborübungen lernen die Studenten am Beispiel dier SIMATIC S7-1500 und S7-300 wie speicherprogrammierbare Steuerungen bedient und programmiert werden. Als Beispielanwendungen kommen dabei wahlweise ein Fabrikmodell mit verschiedenen Bearbeitungsstationen, ein Festoportalroboter sowie eine Rundtakttischapplikation zum Einsatz. Es werden u.a. folgende Themen behandelt:

• Entwurf und Implementierung von Verknüpfungsfunktionen, Verknüpfungssteuerungen und Ablaufsteuerungen .
• die Programmiersprachen Funktionsbausteinsprache(FUP), Ablaufsprache (GRAPH7), Strukturierten Text (SCL) sowie in geringerem Umfang Kontaktplan (KOP) und Anweisungsliste (AWL)
• Umgang mit Programmiersystemen anhand der Software TIA-Protal von Siemens
• Entwurf und Programmierung graphischer Bedienoberflächen und Integration in ein Automatisierungssystem
• Analogwertverarbeitung mit Automatisierungsrechnern

Ausführliche Laboranleitungen zu den Versuchen

- Aufgaben der Leistungselektronik
- Bauelemente der Leistungselektronik
- Wechselstrom- und Drehstromsteller
- Netzgeführte Stromrichter
- Selbstgeführte Stromrichter
- Umrichter
- Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz
- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld
- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor
- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer
- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen
- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

- Lastkennlinien und Bewegungsgleichungen elektrischer Antriebe
- Sensoren für elektrische Antriebe
- Wicklungen von Drehfeldmaschinen
- Raumzeigertheorie
- Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
- Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
- Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
- Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2., Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2001

Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2013

Untersuchung des Betriebsverhaltens von Gleichstrom-, Asynchron-und permanentmagneterregten Synchronmaschinen sowie von Schrittmotoren
- Messtechnische Ermittlung von Maschinenparametern
- Ausmessung von Bauelementen der Leistungselektronik
- Betrieb elektrischer Maschinen mit Thyristor- und Transistorstellgliedern
- Inbetriebnahme von Regelkreisen bei elektrischen Antrieben

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Hanser Verlag, 2013
Meyer, M., Elektrische Antriebstechnik, Bände 1 und 2, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1985

noch nicht festgelegt

noch nicht festgelegt

noch nicht festgelegt

noch nicht festgelegt

Befehlsstrukturen und –verarbeitung in Mikroprozessoren Adressierung der 80x86-Prozessoren Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts Zyklische und verzweigte Programme Flags Stackoperationen Logische und arithmetische Befehle Makros und Prozeduren Periphere Anbindung mit IN und OUT Textausgaben Adressierungsarten Aufbau von Mikrocontrollern Register, RAM, EEPROM, Flash Ports und Peripherie Systementwicklung Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems

Uhlenhoff, A., Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Aachen, Shaker Verlag, 2002

Heiß, P., PC Assemblerkurs, Heise-Verlag, 1994

• Vorbereitende Arbeiten
• Einrichten einer IDE auf dem PC
• Anwendung der in der VL erlernten Befehle
• Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
• Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
• Echtzeitanwendungen
• Textverarbeitung Embedded Systems
• Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems (das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
• Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
• Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
• Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
• Zusatzhardware integrieren
• Stand-alone-System aufbauen
• Tools kennen lernen

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2019

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

- Elektrische Netze (Aufbau und Ersatzschaltbilder der Netzelemente)

- Auslegung von Netzen

- Betriebsführung und Planung elektrischer Energieanlagen

- Berechnung von Drehstromnetzen

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Versuche zu folgenden Themen:

- Drehstromnetzmodell

- Wechselrichter, Netzbetrieb

- Prüfstand für Photovoltaik

- Simulationsstand für Windenergieanlagen

- Elektrochemische Speicher, Inselanlagen

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Weiterführende Themen der elektrischen Energietechnik. Die konkreten Lerninhalte werden vom noch zu berufenden Professor/Professorin festgelegt.

siehe Liste

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

• Adolf J.: Elektroenergiesysteme. Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. 3. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-21957-3.
• Schossig, Walter; Schossig, Thomas: Netzschutztechnik. 5. Auflage. EW Medien und Kongress GmbH, Frankfurt am Main und VDE-Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-8022-1137-9 und ISBN 978-3-8007-3927-1.
• Schossig, Walter: Geschichte der Schutztechnik. VDE, ETG-Mitgliederinformation Juli 2014, S. 31-36, online. Abgerufen am 28. Dezember 2015.
• Doemeland, Wolfgang; Handbuch Schutztechnik. Grundlagen. Schutzsysteme. Inbetriebsetzung. 6. Auflage Verlag Technik, 1997, ISBN 9783341011874
• Brechtken, Dirk; Schutz und Selektivität in Niederspannungsanlagen, 2., neu bearbeitete Auflage 2022, ISBN 978-3-8007-5844-9, E-Book: ISBN 978-3-8007-5845-6

Die Lehrveranstaltung beruht auf der Programmiersprache Java. Bei Interesse kann
aufbauend ein Wahlpflichtfach C++ belegt werden.

- Grundlagen
- Klassen und Arrays
- Vererbung
- Operator-Überladung und Typumwandlung
- Exceptions
- Collections
- Ein-/Ausgabe
- Swing
- Generics
- Entwurfsmuster

• Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, 2017
• Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, 2017
• Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, 2014

- Erstellung von Programmen mit - Klassen und Objekten - Vererbung und Polymorphie
- Operator-Überladung - Exceptions - Entwurfsmustern - Anwendung der Grundlagen
des Software-Engineerings - Objektorientierte Analyse - Objektorientierter Entwurf -
Dokumentation - Test

• Grundlagen
• Unternehmensführung/Management
• Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
• Finanzierung und Investition
• Personalwirtschaft
• Materialwirtschaft
• Produktionswirtschaft
• Absatzwirtschaft/Marketing

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

s. Wahlpflichtfachliste

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die
Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar
umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte: - Projektmanagement: Definitionen,
Richtlinien, Nutzen Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN; Determinanten
des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische Dreieck" des Projektmanagements. -
Projektorganisationsformen Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation - Projektlebenszyklus - Projektdefinition - Projektplanung : Kick-off, Erstellen
eines Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der Aufwandsschätzung; Termin- und
Ablaufplanung (Gantt-Chart, Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur Projektplanung. -
Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung, Qualitäts- und Config.-Management);
Techniken zur Erfassung zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist Vergleich;
Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend Analyse (MTA)); Definieren von
Steuerungsmaßnahmen. - Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht mit
Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out); Feedback zum Projekt. - Kosten des
Projektmanagements - Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team -
Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement: Kreativitätstechniken;
Problemlösungstechniken; Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation). - Abschlussdiskussion - Feedback der
Seminarteilnehmer

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

s. Wahlpflichtfachliste

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Im Labor simulieren Simulation Regelkreise mittels der Software MATLAB (Control System Toolbox) und MATLAB-Simulink und üben einen geeignete Regler zu entwerfen. Dabei werden u.a. folgende Themen behandelt:

• Frequenzgangmessung einer elektronischern Schaltung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
• Empirische Reglerauslegung nach Chien, Hrones und Reswick
• Reglerauslegung nach dem Frequenzkennlinienverfahren
• Simulation und Auslegung digitaler Regler (Abtastsysteme, zeitdiskreter PID-Regler)
• Identifikation dynamischer Systeme mit MATLAB

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 11. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg

 - Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
- Algebraische Stabilitätskriterien
- Vereinfachung des Streckenmodells
- Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
- Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhaltens

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 13. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013
Lunze, J., Regelungstechnik 1, 10. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 2014

- Sonnenstrahlung

- Photovoltaik (Funktionsweise von Solarzellen, Herstellung von Solarzellen, elektrische Beschreibung von Solarzellen, Solargeneratoren unter Last, MPP-Tracking, 

- Akkumulatoren

- Wechselrichter

- Planung und Auslegung von Photovoltaikanlagen

- Windkraft (Bauformen, Generatorbauformen, Anlagenkonzepte, Netzbetrieb)

- Wasserkraft (Laufwasserkraftwerke, Speicherwasserkraftwerke, Punpspeicherkraftwerke, Turbinentypen)

- Wasserstofferzeugung

- Methanisierung

- Brennstoffzellen

- Wirtschaftlichkeitsberechnungen

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

Versuche zu folgenden Themenkomplexen: 

- Wechselrichter

- MPP

- Anlagenauslegung Photovoltaik (auch Simulation)

- Anlagenauslegung Windkraft (Simulation)

- Vergleich verschiedener Solarzellen am Messtand (monokristallin, polykristallin, amorph, CdTe, etc.)

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

- Vertiefung Zustandsautomaten-Entwurf, Logiksynthese
- Mikroprogrammsteuerungen, Mikroprogramm
- Architekturen - Rechnerarchitekturen, Grundlagen
- Datenpfad und Kontrollpfad, Instruktionssätze.
- Speicherorganisation, Speicherplan, Chip-Select Erzeugung.
- Virtuelle Speicher, Segmentierung, Seitenverwaltung.
- Architektur von RISC- und CISC-Prozessoren sowie von Mikrocontrollern.
- Pipelining, Interrupt, Zusammenhang mit Betriebssystem.
- Statische Timinganalyse in getakteten Systemen, Clock-Skew, Taktdomänen
- Kurzeinführung in VHDL als Systementwurfssprache und Synthese
-Programmierbare Logik (FPGA)

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000

- Zeit- und Wertediskretisierung kontinuierlicher Signale: Anwendungen, Grenzen, benötigte Einrichtungen

- Zeitdiskretisierung mittels Abtast-Halte-Glied: Aufbau, Grenzen, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsabschätzungen
- Wertediskretisierung mittels Analog-Digital- / Digital-Analog- Wandlern: Aufbaukonzepte, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsgrenzen, Ein- und Mehrquadrantenbetrieb, Zahlenformate, Schnittstellen.
- Funktionsgenerator als Beispiel zur Schwingungserzeugung ohne Resonatoren
- Phasenreglkreis (PLL): Prinzip, regelungstechnische Analyse, Dimensionierung. Anwendungen: 
Synchronisiereinrichtungen, Modulatoren und Demodulatoren für Winkelmodulation, Frequenzvervielfachung, Mehrphasengeneratoren, Frequenzsyntheziser

Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E.,Halbleiter-Schaltungstechnik15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2016

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

Jansen D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`

- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung,mathematische Beschreibung

- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer Operationsverstärker, virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.

- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter, Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.

- Schaltungstechnik mit Bipolar- und Feldeffekt

- Transistoren, Kleinsignalanalyse, Anwendungen, Frequenzgrenzen, Eingangs- und Ausgangsimpedanzen. Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.

- Anwendung regelungstechnischer Analyseverfahren am rückgekoppelten Operationsverstärker: Stabilität, Frequenzgang, Kompensationsverfahren.

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

• Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
• Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
• Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016
• Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
• Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
• Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
• Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
• Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
• Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006 – ISBN-10 3-540-26026-9
• Best, R.: Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit sechs Versuchen

• Interferometrische Längenmesstechnik
• Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
• Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
• Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
• Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In)
• Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

• Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationmethoden
• Längen- und Wegmessung:
  
  • Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
  • Kapazitiv: Schichtdickenmessung
  • Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
  • Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
• Kraftmessung:
  
  • Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
• Korrelationsmesstechnik: Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:

• Normalverteilte Messabweichungen
• Kleinste Quadrate Schätzung
• Sensordatenfusion mit dem gewichteten kleinste Quadrate Schätzer

Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014 

Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 

Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

• Modellierung dynamischer Systeme
  Beschreibung mechatronischer Systeme mittels Differentialgleichungen; Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen; Simulation eines Systems mittels MATLAB (System Control Toolbox) und MATLAB-Simulink
• Mathematische Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen
  - Definition und Eigenschaften von LTI-SISO-Systeme
  - Beschreibung und Verhalten im Zeitbereich
    Lösen der Differentialgleichung, Sprungantwort, Impulsantwort, Faltung
  - Beschreibung und Verhalten im Frequenzbereich 
    Anwendung der Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve, Blockschaltbilder
  - grundlegende Übertragungsglieder (P-Glied, I-Glied, PT1, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied)
  - Stabilität von Systemen
• Der Regelkreis
  - Der Standardregelkreis
  - Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
  - Stabilität von Regelkreisen
  - stationäres Verhalten von Regelkreisen
  - Standard-Regler vom Typ PID
  - Reglerauslegung im Zeitbereich: (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick
  - Reglerauslegung im Frequenzbereich: vereinfachtes Betragsoptimum (Zeitkonstantenkompensation),  Frequenzkennlinienverfahren

O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016

J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016

G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 7. Auflage, 2014

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

Grundlagen des Technischen Zeichnens:                                                                                           Zeichnungsformate, Projektionsarten, Anordnung der Ansichten und Linienarten in technischen Zeichnungen

• Bemaßungsregeln und Maßeintragung in Zeichnungen, Längen- und Winkelmaße, technische Oberflächen, Rauheitskenngrößen, Maßtoleranzen, Toleranzangaben, Passungsangaben, Form- und Lagetoleranzen

• Werkstück-Ansichten, Einzelheiten, Freistiche, Zentrierbohrungen, Schnittdarstellung

• Bemaßung von Kegel, Pyramide und Keil, Angaben zur Oberflächenbehandlung (Härteangaben)

• Darstellung von Gewinden und Gewindefreistichen, Schrauben, Senkungen, Werkstückkanten

• Darstellung und Bemaßung von Welle-Nabe-Verbindungen, Wellendichtungen, Federn,   Sicherungsringen, Wälzlagern, Zahnrädern, Schweißverbindungen, Schweißnahtarten

• Positionsnummern, Zeichnungsarten, Schriftfelder, Stücklisten und Faltung auf Ablageformat.

• Die zu behandelnden Themen werden anhand von Übungen vertieft.

Klein, Einführung in die DIN-Normen, Teubner Stuttgart, 2001
Viebahn, Technisches Freihandzeichnen, Springer, 2009
Böttcher, Forberg, Technisches Zeichnen, Teubner Stuttgart, 2008
Hoischen, H., Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Berlin, Cornelsen-Verlag, 2009
Fischer, U., Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, Europa-Lehrmittel Verlag, 2008

1. Einleitung
2. Erste Schritte
3. MATLAB als intelligenter Tischrechner
4. Vektoren und Matrizen
5. Daten speichern und laden
6. Grafiken
7. Skripte und Funktionen
8. Symbolische Mathematik
9. Simulink
9.1 Modellierung und Simulation
9.2 Numerische Integration
9.3 Erste Schritte mit Simulink
9.4 Ausgewählte Beispiele
9.5 Schnittstelle zu MATLAB

Handbuch des Regionalen Rechenzentrums für Niedersachsen, Leibniz-Universität Hannover
Stein, U., Einstieg in das Programmieren mit MATLAB, 3. Auflage, München, Hanser Verlag, 2011

siehe Liste