Fortgeschrittenenpraktikum Mechatronik

Mechatronik, Bachelor (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode PF-ME-BA-08
Modulname Fortgeschrittenenpraktikum Mechatronik
Art des Moduls Pflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Der/die Studierende wendet in diesem Praktikum methodische Grundkenntnisse in Regelungstechnik auf verschiedene Laborsysteme an, die typische Regelungsaufgaben der industriellen Praxis nachbilden. Im ersten Teil erlernt er/sie die rechnergestützte Implementierung von Regelkreisen in der regelungstechnischen Standardsoftware Matlab/Simulink. In den folgenden Teilen sind in diversen Laborversuchen die Schritte der Modellbildung, des Reglerdesigns in Matlab/Simulink, die Erprobung des geregelten Verhaltens für verschiedene Anwendungsfälle und Regelungsziele und das Arbeiten mit unterschiedlicher Sensorik des Regelungskreises selbstständig auszuführen. Das theoretisch erworbene Wissen wird somit direkt durch praktische Anwendung veranschaulicht und vertieft. Es ermöglicht dem/der Studierenden ingenieurwissen­schaftliche Fragestellungen direkt methodisch-grundlagenorientiert zu verstehen und zu bearbeiten und anwendbare Methoden unter technischen und sicherheitstechnischen Aspekten bewerten zu können.

Die Versuche finden an realen Systemen statt und fördern nach umfassenden Sicherheitseinweisungen den verantwortungsvollen Umgang mit Geräten. Das Anwenden u. a. von verschiedenen Arbeits- und Kreativitätstechniken, der Arbeit im Team sowie Problemlösungs- und Zielorientierung unterstützt insbesondere die Weiterentwicklung von Methoden-, Kommuniaktions- und Organisationskompetenzen.

Lehrveranstaltungsarten Pr 4 SWS (4 Teilpraktika)
Lehrinhalte

Teil I (FG Regelungs- und Systemtheorie):

  • Software Matlab: Grundfunktionalitäten, Analyse von Regelungssystemen mit "Itiview", Entwurf von Regelungen mit "sisotool", Simulation mit "simulink".
  • Regelung eines Schwebekörpers: Modellbildung, Störungs- und Führungsreaktion, analoge und digitale Regelung.

Teil II (FG Mess- und Regelungstechnik):

  • 3-Tank-System: Modellbildung, Störungs- und Führungsverhalten, Reglerentwurf und Regelkreissimulation, Reglerimplementierung und -validierung.
  • Positionsregelung eines servopneumatischen Linearantriebs: Identifikation, Reibkraft­kompensation, Reglerentwurf & Regelkreissimulation, Reglerimplementierung & -validierung.

Teil III (FG Mechatronik): 

  • Drehzahlgeregelte Gleichstrommaschine: Regelungs-technische Analyse des Systems, Dimensionierung eines kaskadierten, drehzahlgeregelten Antriebs, Versuchsdurchführung

Teil IV (FG Mechatronik):

  • Vermessung von elektrischen Antrieben durch mechanische und elektrische Größen: Anwendung verschiedener Messverfahren, Arbeiten mit verschiedenen Sensorsystemen, Bewertung des Antriebs anhand der gemessenen Größen.
Titel der Lehrveranstaltungen Fortgeschrittenenpraktikum Mechatronik, Regelungstechnik und Simulation
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Praktikum mit kooperativem Lernen in Kleingruppen mit wenigen Studierenden, Erlernen von Software zum Reglerentwurf im Rechnerpool; selbsttätige Lösung regelungstechnischer Aufgabenstellungen an den verschiedenen Versuchständen im Labor; Verfassung von Ergebnisberichten zu den Laborversuchen
Verwendbarkeit des Moduls B.Sc. Mechatronik
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Wintersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Empfohlen: Grundlagen der Regelungstechnik
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Empfohlen: Grundlagen der Regelungstechnik
Studentischer Arbeitsaufwand 4 SWS Pr (60 Std.) Selbststudium 60 Std.
Studienleistungen S1: Aktive Teilnahme erforderlich, da eine der Prüfungsleistung die Berichtserstellung über die in der Lehrveranstaltungen durchgeführten Experimente sind.
S2: mündliche Leistungsnachweise (Besprechung der Versuchsvorbereitung) oder schriftliche Leistungsnachweise (Bearbeitung von Fragen zur Versuchsvorbereitung)
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung Studienleistung S1
Studienleistung S2
Prüfungsleistungen Praktikumsberichte (benotet, i.d.R. 4 bis 10 Seiten) und mündliche Prüfung (30 Minuten) oder schr. Klausur (60 Minuten), Modulnote als arithmetisches Mittel der Teilnoten
Anzahl Credits (ECTS) 4 cp, davon 2 cp für Schlüsselkompetenzen
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. Michael Fister
Lehrende Dipl.-Ing. Axel Dürrbaum, Prof. Michael Fister, Dr. C. Spieker, Prof. Andreas Kroll, Prof. Olaf Stursberg und Mitarbeiter
Medienformen
Literatur
  • Siehe Veranstaltung „Grundlagen der Regelungstechnik“ (Prof. Stursberg) und „Grundlagen der Mechatronik“ (Prof. Fister)
  • Skripte zu den Versuchen