Lehrstuhl für Mechatronik in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik (MEC)

Mechatronik

Motivation

Mechatronik bildet das Grenzgebiet zwischen der digitalen Technik und dem Maschinenbau.  Sie findet erst auf den höheren Abstraktionsebenen eines geregelten mechanischen Systems (z.B. eines Roboters) statt.  Die Grundlage der Mechatronik bildet die Systemtheorie.  Im Zuge der Industrie 4.0, wobei neben der Informatik, insbesondere der Kommunikationstechnik eine zentrale Rolle zukommt, entsteht gerade eine weiterführende Mutation der Mechatronik, die als “Cyber-Physik” bezeichnet wird.  Darüberhinaus rücken zunemehnd ins Zentrum der industriellen Aufmerksamkeit auch die technische Kognition und lerndende Systeme. Mechatronik hat sich so zu einer technischen  “Disziplin intelligenter Systeme” entwickelt und wird als solche vermittelt.

Inhalte

Über die Gliederung auf mehreren Modulen werden verschiedene Aspekte der Mechatronik addressiert.  Dabei gilt besonderes Augenmerk gängigen Werkzeugen gehöriger Module.  Die Vorlesung richtet sich an Studierende des Maschinenbaus, Elektrotechnik und Informatik und entwickelt eine gemeinsame “Sprache” im Kontext der Systemtheorie.

Modellierung: Langrange-Formalismus; Kirchhoffsche Netzwerke.

Signale und Systeme: Signalräume; Zeitdiskrete u. kontinuierliche Signale; Abtastung und Quantisierung.

Regelung: Systeme  und  Modelle;  Regelkreise;  Steuerung  u. Regelung; Modellprädiktive Regelung.

Filterung: Deterministische u.  stochastische Prozesse; Diskrete/kontinuierliche Kalman-Filterung.

Ereignisgesteuerte Systeme: Sprachenmodelle;  Automata  u. Petrinetze; Hybride Systeme.

Entscheidungstheorie: Bellman Gleichung; Q-Learning.

Informationstheorie: Entropie; Kanalmodelle; Kodierung.

Literatur

  • N. Bajcinca:  “Mechatronik”, Skriptum (SS 2018), TU Kaiserslautern.
  • Bishop, R.H. (Edt.):  “Mechatronics:  An Introduction”. Taylor and Francis, 2006.
  • Lunze, J.:  “Ereignisdiskrete Systeme ”. Oldenburg Wissenschaftsverlag, 2006.
  • K. Janscheck: „Systementwurf mechatronischer Systeme: Methoden–Modelle–Konzepte“. Springer-Verlag, 2009.

Dozent

Prof. Dr.-Ing. Naim Bajcinca
naim.bajcinca(at)mv.uni-kl.de
+49 631/205-3230
Gebäude 42, Raum 262
Sprechstunde: nach Vereinbarung

Vorlesung

Mi, 13:45-15:15
Gebäude 11, Raum 262
SWS: 2V/2Ü, Projektseminar
KIS-Eintrag
 

Prüfung

Schriftlich (min. 1h, max. 4h)
Kreditpunkte:  5 ECTS

KIS-Eintrag
 

Voraussetzungen

Abstraktionsfähigkeit
Regelungstechnik
Höhere Mathematik