Elektrotechnik/Informationstechnik

Mit EI die Top-Themen unserer Zeit wie Digitalisierung, Mobilität, Vernetzung oder die Energiewende mitgestalten!

Modulhandbuch

 Zurück 

Regelung und Programmierung mobiler Systeme

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesungen Leistungselektronik und Vorlesung Elektrische Antriebe 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Wirkungsweise der am weitest verbreiteten elektrischen Antriebe. Sie beherrschen die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und
Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Studierenden überblicken die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Sie sind vertraut mit dem praktischen Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Laborarbeit LA. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Max. Teilnehmer 16
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus, MKA, MK-plus

Veranstaltungen

Regelung von Antriebssystemen in der Elektromobilität mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI853
SWS 4.0
Lerninhalt

Aufbau des „Regelungssystems E-Motor” im Fahrzeug

Notwendige Messdaten und Sensoren

Herausforderungen bei der Maschinenregelung

  • Charakterisierung von elektrischen Maschinen
  • Berechnung von Stromtabellen zur Drehmomentvorgabe
  • Kompensation von Parameterungenauigkeiten

Sonderfunktionen

  • Anti-Jerk-Regelung
  • Torque-Vectoring
  • Power-Waste zum Batterieheizen

Potentiale einer FPGA-basierten Regelung

Aufgabe der Vehicle-Control-Unit

Fehlertolerante Regelung

  • Prädiktive Ansätze
  • Sensorlose Ansätze
Literatur
  • Nuß, U., „Hochdynamische Regelung elektrischer Antriebe”, 2. Auflage, VDE VERLAG GmbH, 2017
  • Schröder, D., „Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen”, 4. Auflage, Springer Vieweg, 2015
  • Doppelbauer, M., „Grundlagen der Elektromobilität: Technik, Praxis, Energie und Umwelt”, 1. Auflage, Springer Vieweg, 2020
  • weitere aktuelle Literatur (insbesondere wissenschaftliche Veröffentlichungen) wird zusätzlich in der Vorlesung bekannt gegeben

Labor autonome mobile Systeme

Art Labor
Nr. EMI854
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor vermittelt praktische Kenntnisse in der Programmierung und dem Entwurf autonomer mobiler Systeme.

  • Hierzu wird zunächst in zwei Einheiten das Robot operating System (ROS), eine in Forschung und Industrie populäre Middleware vorgestellt. Anschließend erfolgt die Anwendung von ROS an einer mobilen Plattform, dem Turtlebot 3, in Kleingruppen. Hierfür sind drei Labornachmittage vorgesehen:
  • Nutzung von ROS mit einem simulierten Turtlebot (Physiksimulation mit Gazebo). Starten und Nutzen von ROS-Programmen, Aufzeichnung von Daten.
  • Lokalisierung und Kartierung einer Laborstrecke mit Hilfe des mobilen Roboters. Einsatz von SLAM-Verfahren zur Kombination von Raddrehzahl, IMU und Laserscandaten.
  • Einbau eines Ultraschallsensors. Programmierung des US-Treibers, Programmierung eines ROS-Topics für die autonome Fahrt des mobilen Roboters.
  • Abschluss von Labornachmittag 3 In demletzten Labornachmittag soll mit Hilfe von MATLAB/Simulink ein Fluglageregler auf eine autonome Drohne übertragen werden und diese gesteuert und parametriert
    werden.
Literatur
  • A. Martinez, E. Fernandez, Learning ROS for Robotics Programming, Packt Publishing, 2013
  • A. Koubaa, Robot Operating System (ROS): The Complete Reference (Volume 3), Springer, 2019
  • W. Pietruszka, MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis, 4te Auflage, Springer Vieweg, 2014 

 

 Zurück