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Lernziele / Kompetenzen
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Die Studierenden lernen die grundlegenden Eigenschaften und Komponenten mechatronischer Systeme kennen. Sie kennen das Vorgehen für die systematische und teamorientierte Entwicklung mechatronischer Systeme. Sie verstehen den Aufbau und die Interaktion von Aktoren, Sensoren und Elementen der Steuerung und Informationsverarbeitung.
Die Studierenden lernen die grundlegenden Komponenten aus Mechanik, Elektrotechnik und Informationstechnik kennen und können diese anhand von Fallbeispielen mathematisch beschreiben.
Sie erkennen die Zusammenhänge von digitalen Entwurfs- und Entwicklungsprozessen mit dem realen System. Die Studierenden beherrschen Verfahren zur Modellierung und der Simulation einfacher Systeme und kennen eine Auswahl der hierfür einzusetzenden Modellierungswerkzeuge.
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Veranstaltungen
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Grundlagen autonomer Systeme
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
EMI354 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
Die LV gliedert sich folgendermaßen:
Einführung
- Geschichte Autonomer Systeme
- Autonomiestufen
Wahrnehmen
- Sensorik und einfache Filter
- Geometrische Transformationen
- Aufbau eines Modells
Entscheiden
- Entscheidungsarchitekturen
- Algorithmen zur automatisierten
Entscheidungsfindung
Handeln
- Behaviors/Manöver
- Behavior morphing
- Lernen von Behaviors
Anwendungsbeispiele
- Fußballroboter
- Autonomes Fahren
Was dürfen autonome Systeme?
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| Literatur |
Autonome Systeme sind ein sehr aktuelles Gebiet der Forschung. Aktuelle Literatur findet sich vor allem in den Proceedings einschlägiger Konferenzen wie der Intelligent Autonomous Systems (IAS), dem RoboCup Symposium, oder der Autonomous Agents and Multi-Agent Systems (AAMAS) Konferenz. Fachbücher zu einzelnen Aspekten sind z.B.
- Pratihar and Jain (2010) Intelligent Autonomous Systems - Foundations and Applications, Springer.
- Wooldridge (2009) An Introduction to MultiAgent Systems, Wiley.
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Kommunikationsnetze
| Art |
Vorlesung |
| Nr. |
EMI816 |
| SWS |
2.0 |
| Lerninhalt |
Kommunikationsmodelle
ISO/OSI- und TCP/IP-Referenzmodell
Sicherungsschicht
- Rahmenbildung
- Fehlerkorrektur und Fehlererkennung
- Mehrfachzugriffsprotokolle für drahtgebundene und drahtlose Netzwerke
Vermittlungsschicht
- Kopplung von Netzwerken
- Routing im Internet
- IPv4 (inkl. Subnetting)
- IPv6
Transportschicht
Anwendungsschicht
- Web (HTTP, Web2.0, etc.)
- DNS
- E-Mail (SMTP, POP, IMAP etc.)
Sicherheit
- Aspekte der Netzwerksicherheit
- symmetrische und asymmetrische kryptographischeVerfahren
- Übersicht über Sicherheitsprotokolle
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| Literatur |
- Tanenbaum A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage, München, Pearson Studium, 2003
- Stevens Richard W., TCP/IP, Reading, Mass. [u.a.], Addison-Wesley, 2005
- Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, München, Wien, Hanser, 2003
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Labor Mechatronik und autonome Systeme
| Art |
Labor |
| Nr. |
EMI321 |
| SWS |
4.0 |
| Lerninhalt |
Es soll eine möglichst alle Aspekte eines mechatronischen Systems umfassende Projektaufgabe in Gruppen bearbeitet werden. Dabei sollen die Projektmanagement-Methoden des Seminars Projektmanagement angewendet werden.
Die Studierenden werden mit einem möglichst konkreten und somit auch intuitiv erfassbaren mechatronischen Projekt konfrontiert. Es müssen die konkreten Gegebenheiten erfasst und analysiert werden und die Anforderungen an das Gesamtsystem zum Erreichen des gesetzten Ziels aufgestellt werden. Um das Gesamtsystem erfolgreich betreiben zu können, ist eine zunehmende Abstraktion von den konkreten Komponenten und deren Leistungsfähigkeit hin zu den für das System relevanten Eigenschaften erforderlich. Auf diesem Hintergrund soll dann eine geeignete Steuerung oder Regelung des Systems entworfen und umgesetzt werden.
Beispiel für Projektaufgaben
- Lösen einer Handhabungsaufgabe mit einem Industrieroboter
- Einsatz eines Bilderfassungssystems bei einer Handhabungsaufgabe
- Orientierung und Navigation mit einem bestehenden System (mobile Serviceroboter-Einheit, Roboterhund, ...)
- Entwurf eines systemfähigen Regelungs- und Steuerungskonzepts für bestehende mechatronische Komponenten
- Simulation von einfachen mechatronischen Gesamtsystemen
- Fußballroboter (auch mit LEGO)
- Programmierung einfacher Humanoidroboter bzw. von deren Elementen
- eigene Projektvorschläge der Studierenden |
| Literatur |
Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt. |
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