Mechatronik (berufsbegleitend) (M. Eng.)

Die Zukunft im Blick

Sie wollen die technische Zukunft als Fach- und Führungskraft aktiv mitgestalten und den Schalter der Industrie 4.0 umlegen?
Dann sind Sie in der Mechatronik genau richtig.
Als Kombination von (Fein-)Mechanik, Elektronik und Informatik ist sie die zentrale Schlüsseltechnologie für zahlreiche Produkte des persönlichen Alltags. Ob Robotik, Sensor- oder Automobiltechnik – ehemals rein mechanische Funktionsweisen werden heutzutage fast immer um komplexe elektrotechnische Elemente, in Kombination mit Computer- und Informationssystemen ergänzt. Sie bilden ein mechatronisches Gesamtsystem – das interdisziplinäre Arbeitsfeld des Mechatronikers.

Den berufsbegleitenden Master-Studiengang Mechatronik bietet die Hochschule Esslingen  in Kooperation mit der TechnischeN Akademie Esslingen an.

Die Regelstudienzeit beträgt fünf Semester, einschließlich Masterarbeit und Kolloquium. In vier Theoriesemestern nehmen Sie an Grundlagenvorlesungen und speziellen Fachvorlesungen mit aktuellen Inhalten teil. Praktische Übungen in Laboren der Hochschule Esslingen ergänzen die theoretische Ausbildung. In mechatronischen Projektarbeiten setzen Sie das Erlernte auch in die Praxis um. Im vierten Semester können Sie sich auf Automotive Engineering, Automatisierungstechnik oder Sensorik spezialisieren. Anschließend folgt im fünften Semester Ihre Abschlussarbeit, die Master-Thesis, die Sie wahlweise an der Hochschule Esslingen oder in einem Industriebetrieb verfassen können.

Der Master-Studiengang Mechatronik ist so konzipiert, dass Sie das berufsbegleitende Studium und Ihren Beruf miteinander kombinieren können. Die Präsenzveranstaltungen finden freitags von 14.00 -17.15 Uhr und samstags von 09.00 -17.00 Uhr statt.

Daten und Fakten - Auf einen Blick

Akademischer GradMaster of Engineering (M.Eng.)
FakultätMaschinen und Systeme
KooperationspartnerTechnische Akademie Esslingen (TAE)
CampusCampus Göppingen
Dauer in Semestern5
SpracheDeutsch
Studiengebührenpro Semester 3.750,- (Lehrmaterialien wie Bücher und Skripte werden zur Verfügung gestellt)
Präsenzen im StudiumPro Semester ca. 10 Präsenztage, sowie zwei Blockphasen von Donnerstag bis Samstag
Infos zur Zulassung

Studienbeginn: September
Präsenztag: Freitagnachmittag und Samstag
Durchführungsort: Ostfildern bei Stuttgart teilweise an der HS Esslingen (Campus Göppingen)
Teilnahmegebühren: pro Semester 3.750,- (Lehrmaterialien wie Bücher und Skripte werden zur Verfügung gestellt)

Präsenzveranstaltungen: Pro Semester finden ca. 10 Präsenztage (vorwiegend freitagnachmittags und samstags) sowie zwei Blockphasen von Donnerstag bis Samstag statt. Die Studierenden sind an diesen Tagen entweder an der Technischen Akademie Esslingen oder am Campus Göppingen vor Ort.

Bewerbung und Zulassung

Zulassungsvoraussetzungen:

  • Hochschulabschluss (Bachelor oder Diplom) in einem ingenieurwissenschaftlich oder naturwissenschaftlich (z.B. Elektrotechnik, Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Informatik oder eines verwandten Studiengangs) ausgerichteten Studiengang mit einer Abschlussnote von 2,5 oder besser.
  • eine nach Abschluss des Studiums gemäß Abs. 3 qualifizierte berufspraktische Erfahrung von in der Regel mindestens einem Jahr.
  • Der erste Hochschulabschluss muss 180 ECTS-Punkte aus der Theorie aufweisen. Zusätzlich zu dieser berufspraktischen Erfahrung von einem Jahr können durch mindestens ein weiteres Jahr einschlägige Berufserfahrung bis zu 30 Credits angerechnet werden.
  • Entsprechende Sprachkenntnisse in Deutsch und Englisch

Die Zulassung erfolgt über die Technische Akademie Esslingen, An der Akademie 5, 73760 Ostfildern.

 

 

1. Semester

MEM 4801 Mathematik und Physik
5 ECTS

MEM 4801 Mathematik und Physik

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
keine
Empfohlen:
Lösung von linearen Differentialgleichungen höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
Mathematik, Elektrotechnik
Numerische Mathematik, Programmieren in Matlab
Optische Grundlagen, Schwingungen und Wellen


Inhalte:

Mathematik: Beschreibung mechatronischer Systeme im Zustandsraum:

  • Systeme von Differentialgleichungen 1. Ordnung (nichtlinear/linear):
    Eigenwerte linearer DGL-Systeme, Stabilität von Systemen, Lösungstypen und Zeitkonstanten Numerische Verfahren:
    Euler, Runge-Kutta (Einschrittverfahren) , Fehler, Stabilität von Lösungsverfahren, Schrittweitensteuerung, Diskontinuitäten
  • Fourierreihen und Bildbereich:
    analytische Bestimmung und messtechnische Erfassung des Frequenzgangs, Eigenfrequenzen bestimmen und interpretieren

Physik und Technische Optik:

  • Elektromagnetische Wellen, deren Natur, Ausbreitung und Überlagerung
  • Geometrische Optik und optische Instrumente
    Ausbreitung von Lichtstrahlen und Kombination von Bauteilen zu opt. Instrumenten, deren Eigenschaften und Fehler
  • Strahlungsbewertung und –gesetze, Lichtquellen und Lichtleiter
    Strahlungsphysikalische und lichttechnische Größen, Farbmetrik

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4802 Leistungselektronik und elektrische Antriebe
5 ECTS

MEM 4802 Leistungselektronik und elektrische Antriebe

Voraussetzungen:
Höhere Mathematik, Grundwissen Elektrotechnik und Elektronik  


Inhalte:
Leistungselektronik:
Aufbau und Verbindungstechnik; Verständnis für passive Bauelemente; Verständnis für aktive Bauelemente; Konzepte der selbstgeführten Stromrichter; Dreiphasige Wechselrichter und deren Steuerverfahren; Energiewandlerkonzepte für elektrische Antriebe
Elektrische Antriebe:
Elektrische Antriebe im Kraftfahrzeug, Anwendungsbeispiele und Aufbau; Gleichstrom- und Synchronmaschinen; Aufbau, Verhalten und Funktionsweise; Ersatzschaltbild und Kennlinien;
Feldorientierte Regelung von Synchronmaschinen; Raumzeigerdarstellung und Koordinatensysteme; Feldorientierte Darstellung der Synchronmaschine; Regelungstechnisches Blockschaltbild;
Stromregler und Momentensteuerung; Längs- und Querstromvorgabe; Überlagerte Lage- und Drehzahlregelung; Aufbau zeitdiskret arbeitender Antriebsregler; Synchronisierung, Timing und Regular Sampling; Winkel- und Spannungskorrektur;
Prädiktion und Vorsteuerung; Zeitdiskrete Auslegung von Stromreglern; Sensorik im elektrischen Antrieb; Stromsensoren; Spannungsmessung; Lage- und Drehzahlmessung
Labor:
Untersuchung leistungselektronischer Wandler in folgenden Kompetenzen:
Vermessung verlustloser selbstgeführter Stromrichter
Löten / Bonden / Analysieren von Aufbau und Verbindungstechnik
Aufbau und Untersuchung einer feldorientierten Antriebsregelung


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4803 Software Engineering
5 ECTS

MEM 4803 Software Engineering

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Kenntnisse in einer Programmiersprache wie C, C++, Java , C#, Visual Basic oder  Matlab  
Empfohlen:
Grundkenntnisse in objektorientierter Programmierung.


Inhalte:

a)    Vorlesung mit Übungen:
•    Vorgehensmodelle (V-Modell, agile Software-Entwicklung mit SCRUM)
•    Software-Strategien
•    objektorientierte Konzepte
•    objektorientiertes Programmieren in C# (Konsolenanwendungen)
•    Grafische Anwendungen in C#
•    objektorientierte Analyse und Design mit UML (Unified Modeling Language)
b)    Labor:
•    einfache Anwendung des SCRUM-Prinzips
•    Programmierung von Übungsbeispielen in C#
•    Programmierung eines Software-Projekts in C#


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

2. Semester

MEM 4804 Moderne Methoden der Regelungstechnik
5 ECTS

MEM 4804 Moderne Methoden der Regelungstechnik

Voraussetzungen:

Lösung von linearen und nichtlinearen Differenzialgleichungen
Lösung von linearen Differenzialgleichungssystemen mit konstanten Koeffizienten
Regelungstechnik im Frequenzbereich 


Inhalte:

a)    Vorlesung:

  • Analyse linearer Mehrgrößensysteme:

-    Stabilitätseigenschaften in Zustandsdarstellung
-    Berechnung von Übertragungsfunktionen bzw.-matrizen

  • Entwurf und Auslegung von Regelungen

-    Entwurf von linearen Zustandsrückführungen durch Transformation in die lineare Regelungsnormalform
-    Reglereinstellung durch Polvorgabe

  •  Entwurf von Zustandsschätzern für lineare zeitinvariante Mehrgrößensysteme:

-    Entwurf eines erweiterten Luenberger-Beobachters durch Transformation in die lineare Beobachtungsnormalform
-    Störgrößenbeobachter

b)    Labor:
Anhand von drei technologischen Beispielen werden begleitend zur Vorlesung die jeweiligen Analyse- und Entwurfsschritte vertieft und praktisch umgesetzt


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4805 Digitale Signalverarbeitung
5 ECTS

MEM 4805 Digitale Signalverarbeitung

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Analoge Signale und Systeme

Empfohlen:
Gute Grundkenntnisse in Matlab oder LabView
Differenzengleichungen


Inhalte:
a) Vorlesung
•    Diskrete Signale und Systeme
•    Abtasten und Quantisieren von analogen Signalen
•    Diskrete Fourier Transformation, Fast Fourier Transform
•    Spektralanalyse
•    Rekursive und nichtrekursive Filter, Filterentwurf
•    Bildverarbeitung oder Audiosignalverarbeitung oder Adaptive Filter oder Wavelets
•    Aufbau, Funktionsweise und Programmierung eines handelsüblichen Embedded System.
•    Einsatz und Anwendung von professionellen Entwicklungsumgebungen
•    Aufbau, Funktionsweise und Anwendung von Echtzeitbetriebssystemen.

b)  Labor
•    Signalerfassung
•    Signalfilterung
•    Audiosignal-/Bildverarbeitung oder
     Signalverarbeitung auf programmierbaren Bausteinen (FPGA, DSP, embedded Linux)


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4806 Produktentwicklungsprozesse und Projektmanagement
5 ECTS

MEM 4806 Produktentwicklungsprozesse und Projektmanagement

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Keine
Empfohlen:
Grundzüge der Produktentwicklung
Grundzüge Projektmanagement


Inhalte:
a)    Produktentwicklungsprozesse:
•    Erfolgsfaktoren erfolgreicher Produktentwicklung
•    Unterschiede bei der Entwicklung mechanischer Systeme, elektronischer Systeme, Software, mechatronischer Systeme
•    Markt-, Kunden- und Konkurrenzanalyse
•    Ablauf der Produktentwicklung (Planungs-, Konzept-, Entwurfs-, Ausarbeitungsphase)
•    Erstellen von Lasten- und Pflichtenheften
•    Konzept des Lebenszyklus (Life Cycle Engineering)
•    Methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien nach VDI 2222
•    Kreativitätstechniken
•    Quality Function Deployment (QFD)
•    FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse)
•    Anforderungsmanagement
•    Benchmarking
•    Continous Improvement
•    CMMI (Capability Maturity Model Integration)
•    Prozessoptimierung
•    Implementierung von Standards
•    Komplexitätsmanagement im Entwicklungsprozess
•    Simultaneous Engineering, Concurrent Engineering
•    Design Prinzipien bei der Produktentwicklung
•    Prototyping und Produktmodellierung
•    Produkthaftung und Sicherheit

b)    Projektmanagement:
•    Organisation von Produktentwicklung
•    Standards im Projektmanagement
•    Phasen im Projekt
•    Lineare und iterative Ansätze im Projektmanagement
•    Work-Break-Down Structure
•    Zeit- und Kostenabschätzung
•    Gantt- und PERT-Diagramme
•    Risikomanagement
•    Kostenmanagement
•    Informationsmanagement und Projektdokumentation
c)    Beispielhafte Durchführung eines Produktentwicklungsprozesses inkl. Projektmanagement über alle Phasen des Produktentwicklungsprozesses.


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

3. Semester

MEM 4807 Modellbildung und Simulation
5 ECTS

MEM 4807 Modellbildung und Simulation

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Keine
Empfohlen:
Grundkenntnisse Matlab oder Octave
Grundkenntnisse Simulink


Inhalte:
a)    Einführung in die signalflussorientierte Modellbildung
Zustandsdarstellung linearer und nichtlinearer Systeme
Umrechnung Blockschaltbild in Gleichungen
b)    Systemmodellierung hochdynamischer Handhabungssysteme
Einfaches Roboterbeispiel mit zwei Freiheitsgraden
Reibmodelle (Stribeck, Diskontinuitäten)
c)    Anwendung numerischer Integrationsverfahren:
Analyse der Zeitskalen des Systems
Wahl der Integrationsschrittweite
Explizite/implizite Verfahren
Echtzeitanforderungen
d)    Systemmodellierung  mechatronischer Systeme mit praktischer Anwendung in Matlab/Octave
Aktormodellierung:
    - Elektrik: DC, BLDC, Schrittmotoren,
    - Hydraulik/Pneumatik: Pumpe, Drossel, Volumen
    - Mechanik: Handlingsysteme
Identifikation am Beispiel Pneumatikventil


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4808 Fortgeschrittene Sensortechnologien in der Industrie
5 ECTS

MEM 4808 Fortgeschrittene Sensortechnologien in der Industrie

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Mechanik, Elektrotechnik, Schwingungen und Wellen
Empfohlen:
Alle Teilgebiete der klassischen Physik (Mechanik, Elektrotechnik, Optik, Wärmelehre, Strömungslehre, Halbleiterphysik)


Inhalte:
a)    Vorlesung:
•    Elektrische Sensoren (induktive, kapazitive, resistive, Hall-Effekt, …)
•    Optische Sensoren (interferometrisch, konfokal, Triangulation, Laufzeit, Absorption, …)
•    Ultraschallsensoren
•    Temperatursensoren
•    Gassensoren (Temperatur, Druck, Feuchte, Stoffe z. B. CO, …)
•    Fluidische Sensoren (Druck,  Volumenstrom, Massendichte, Geschwindigkeit,…)
•    Chemische Sensoren (pH-Wert, Konzentration, Leitfähigkeit, …)
b)    Labor:     
•    Temperatursensoren
•    Längen- und Distanzsensoren, Lage- und Formerkennung
•    Geschwindigkeits- und Beschleunigungssensoren, Bewegungssensoren


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4809 Modellbasierter Entwurf mechatronischer Systeme
5 ECTS

MEM 4809 Modellbasierter Entwurf mechatronischer Systeme

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Lösung von linearen und nichtlinearen Differenzialgleichungen  
Lösung von linearen Differenzialgleichungssystemen mit konstanten Koeffizienten 
Empfohlen:
Numerische Simulation von mechatronischen Systemen
Gute Grundkenntnisse in Mathematik, technischer Mechanik
Gute Grundkenntnisse im Umgang mit Matlab oder Octave/Scilab


Inhalte:
a)    Vorlesung:
Modellbasierter Entwurfsprozess mechatronischer Systeme. Anhand von technologischen Beispielen werden in Vorlesung und Übung die Analyse und der Entwurf linearer zeitinvarianter sowie nichtlinearer Systeme mit je einer Eingangs- und Ausgangsgröße betrachtet.
•    Mechatronischer Entwurfsprozess
•    Systembegriff und regelungstechnische Aufgabenstellungen
•    Physikalische Modellbildung und Identifikation von Modellen
•    Linearität und Nichtlinearität, Arbeitspunkte, Linearisierung, Zeitinvarianz
•    Eingangs-Ausgangs-Darstellung
•    Trajektorienplanung, Steuerung, allgemeine Lösung
•    Zustandskonzept
•    Stabilität: (Definition, Diagonalisierung und Jordan-Form, Ljapunov-Methode)
•    Steuerbarkeit: Regelungsnormalform, Entwurf von Zustandsrückführungen
•    Beobachtbarkeit: Beobachtbarkeitsnormalform, Entwurf von Zustandsschätzern
•    Umsetzung und Realisierung an verschiedenen Rapid-Prototyping-Umgebungen
•    Auslegung der Funktionen am Prüfstand
•    Vorgehensweise am V-Modell anhand eines Beispiels: Entwurf einer sicherheitskritischen Funktion für eine Scheibenwischer-Gegenlaufanlage
b)    Labor:
Anhand eines technologischen Beispiels werden begleitend zur Vorlesung die jeweiligen Analyse- und Entwurfsschritte vertieft und praktisch umgesetzt.


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

4. Semester

Schwerpunktsemester

Schwerpunkt Automotive

MEM 4814 KFZ-Elektronik und EMV
5 ECTS

MEM 4814 KFZ-Elektronik und EMV

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
keine
Empfohlen:
Zwingend:
Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik
Grundlagen des Schaltungsdesigns
Grundlagen der Kommunikationstechnik
Grundlagen der Programmierung in C
Sicherheit im Umgang mit Messgeräten der Elektronik (Generatoren und Oszilloskop)


Inhalte:
a) Kfz-Elektronik
Grundlagen der Kommunikationstechnik wie z. B. Kodierung und Buszugriff
Anforderungen an die Kommunikation im Kfz. wie z. B. Verzögerungen, Protokolle und Kommunikationsmatrix etc.
Protokolle wie z. B. CAN, LIN, FlexRay, MOST, Automotive Ethernet
Anforderungen an Kfz.-Elektronik wie z. B. Temperatur, Vibration, Spannungsversorgung und Störimpulse
Hardware- und Software-Architektur von dauerversorgten Steuergeräten
Ausbreitung von Kommunikationssignalen über Leitungen und Netzwerktopologien
Standardisierungen wie z. B. OSEK und Autosar
b) EMV
EMV-Aspekte beim Betrieb von z. B. induktive Lasten (Ventile, Motoren), Kommunikationsbusse
Effekte wie statischer und dynamischer Masseversatz, Übersprechen, Gleich/Gegentakt, Ein/Abstrahlung
Aspekte auf Schaltplan- und Bauteilebene wie z. B. Gleichtaktdrosseln, Ferrite, Layout, Schirmung, Massetopologie, Split-Terminierung
standardisierte EMV und ESD Messverfahren (Komponenten- und Fahrzeugebene)
c) Labor
Entwicklung, Aufbau, Betrieb und Vermessung typischer vernetzter Kfz.-Funktionen


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4815 Elektromobilität
5 ECTS

MEM 4815 Elektromobilität

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
keine


Inhalte:
a)    Mobilität und Energiebedarf
•    Quantifizierung von Mobilitätsbedürfnissen und Übersicht Mobilitätsmittel
•    Energiebedarf und Effizienz von Mobilitätsmitteln (“well to wheel”)
•    Vernetzung, Mobilitätsportale, Flottenbetrieb
b)    Fahrzeugarchitekturen und Antriebstopologien
•    Reine Elektrofahrzeuge im Individualverkehr
    (eBike, eScooter, eTrike, eCar, eBus, eTruck)
•    elektrifizierte Kraftfahrzeuge (mHEV, sHEV, PHEV, EV/REX)
•    gängige Antriebstopologien / elektrifizierte Antriebsstränge
c)    Ableitung von Komponentenanforderungen
•    Use-Case Betrachtung
•    Wirkkettenanalyse und Antriebsdimensionierung
•    Quasistationäre Simulation, dynamische Simulation von Antrieben
•    Anforderungen aus Integration ins Fahrzeug
d)    Komponenten des Elektrischen Antriebs
•    Elektromotor
•    Inverter
•    Converter
•    Batterie
•    Getriebe
e)    Fahrzeugsteuerung und Regelung
•    Betriebszustände
•    Antriebssregelung
•    Ladeablaufsteuerung
•    Diagnose
f)    Ausblick

Labor:
Versuch 1: Auslegungsrechnung Elektrofahrzeug
Versuch 2: Simulation Hybridantrieb
Versuch 3: Messdatenanalyse Elektrofahrzeug


Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4816 Mechatronisches Projekt
5 ECTS

MEM 4816 Mechatronisches Projekt

Inhalte

  • Aktuelle Projektthemen werden in jedem Semester von den beteiligten Kollegen definiert und in Form eines Lastenhefts den Studentengruppen als Aufgabe vorgelegt. Die Projektthemen können von Industriepartnern initiiert werden. Die Zuteilung der Studierenden zu den Projekten findet per Los statt
  • Die Studierenden erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit Studierenden anderer Fachbereiche (z.B. WI) ist wünschenswert.
  • Die Teams präsentieren ihre Arbeiten in regelmäßigen Abständen und stellen die Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation dar. Das gesamte Projekt wird in einer schriftlichen Ausarbeitung dokumentiert.
Schwerpunkt Automatisierungstechnik

MEM 4812 Steuerungs- und Automatisierungstechnik mit Useability
5 ECTS

MEM 4812 Steuerungs- und Automatisierungstechnik mit Useability

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
keine
Empfohlen:

Grundlagen der Steuerungs- und Automatisierungstechnik


Inhalte:
a)    Vorlesung
Projektierung vernetzter Steuerungssysteme
•    Auswahlkriterien
•    Auslegung Hardware
•    Auslegung Feldbusse
•    Connectivity von Steuerungssystemen
Programmierung vernetzter Steuerungssysteme
•    Softwarearchitektur
•    Programmiersprachen (im Zusammenhang mit Siemens Step 7) , Kontaktplan (KOP) , Funktionsplan(FUP) und Anweisungsliste(AWL) – kurze Wiederholung
•    Hochsprachenprogrammierung in der Sprache „Strukturierter Text“ (ST)
•    Objektorientierung in der Steuerungstechnik
•    Feldbusse
•    Interruptverarbeitung, Multi-Tasking
Sichere SPS
SPS-NC-Interface
Maschinendatenerfassung (MDE)/Betriebsdatenerfassung (BDE)/Leitrechneranbindung:
•    Definition/Unterscheidung
•    Generierung der Informationen
•    Error-Monitoring, Log-Buch
•    Prozessautomatisierung

b)  Labor zu den o.g. Themen mit Siemens-Steuerungen


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4813 Antriebe, Motion Control und Robotik
5 ECTS

MEM 4813 Antriebe, Motion Control und Robotik

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
keine
Empfohlen:
Grundlagen der Steuerungs- und Automatisierungstechnik


Inhalte:
a)    Vorlesung Antriebe:
•    Auswahl von el. Antrieben anhand von Normen:
•    Bauformen
•    Schutzarten
•    Betriebsarten
•    Kühlungsarten
•    Auslegung von el. Beschleunigungsantrieben:
•    Bewegungsgleichungen
•    Optimierungsstrategien
•    typische Anwendungsgebiete
b)    Vorlesung Motion Control und Robotik:
•    Kap1: Grundlagen dynamisches Verhalten Gleichstrommotor (GM),Synchronmotor (SM) und Asynchronmotor (ASM). Beschreibung SM und ASM in Stator- und Feldkoordinaten.     Grundlagen Regelung elektrischer Antriebe: Moment-, Drehzahl-, Lageregelung (MR, DZR, LR), Kaskadenregelung; Vektorregelung SM und ASM.
•    Kap2a: Typischer  Hardware- (HW-) Aufbau moderner Umrichtergeräte, Schnittstellen (HW), gängige Bussysteme, Einbindung in Automatisierungssysteme.
•    Kap2b:  Funktionen (Software) moderner Umrichtersysteme: Grundfunktionen MR, DZR, LR. Steuerungsfunktionen (RF), Verhalten b. Fehler NOT-AUS., Parametrierung, Diagnose- und Überwachungsfunktionen, Service-Hilfen.
•    Vertiefende Detailinformationen zu den Themengebieten:
    Praktischer Einsatz der Lageregelung (LR), Schleppfehler, Kompensationsalgorithmen, Bahnfehler. Führungsgrößenerzeugung für LR; Weg-Zeit-Diagramme; Ruckbegrenzung- und Beeinflussungsmöglichkeiten; Verfahren zur Realisierung der Führungsgrößenerzeugung; Sichere Antriebsfunktionen (STO, SS1, SS2,….).
•    Kap.: 3: Echtzeitfähige Feldbussysteme für MotionControl (MC)-Anwendung (Überblick und Einführung in wesentliche Prinzipien).
•    Kap. 4: Beispiele und Umsetzung typ. MotionControl (MC) Applikationen. Softwareseitige Sichtweise der Schnittstelle zum Antrieb (direkt und via Standard: „PLC-Open“). Beispielhafte programmtechnische Realisierung typischer MC-Applikationen wie z.B. „elektronisches Getriebe“ und  „elektronische Kurvenscheibe“.
•    Kap. 5: Grundlagen der Robotik:
     Einführung
     Bauarten, Kinematiken
     Aufbau, Systemkomponenten
     Koordinatensysteme, Transformationen
     Programmierung
     Dynamik, Simulation
c) Labor:
Laborversuche zum Thema Motion Control
Laborversuch zum Thema Robotik


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4816 Mechatronisches Projekt
5 ECTS

MEM 4816 Mechatronisches Projekt

Inhalte

  • Aktuelle Projektthemen werden in jedem Semester von den beteiligten Kollegen definiert und in Form eines Lastenhefts den Studentengruppen als Aufgabe vorgelegt. Die Projektthemen können von Industriepartnern initiiert werden. Die Zuteilung der Studierenden zu den Projekten findet per Los statt
  • Die Studierenden erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit Studierenden anderer Fachbereiche (z.B. WI) ist wünschenswert.
  • Die Teams präsentieren ihre Arbeiten in regelmäßigen Abständen und stellen die Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation dar. Das gesamte Projekt wird in einer schriftlichen Ausarbeitung dokumentiert.
Schwerpunkt Sensorik

MEM 4810 Optische Messtechnik in der Industrie
5 ECTS

MEM 4810 Optische Messtechnik in der Industrie

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Mathematik/Physik
Empfohlen:
Kenntnisse in physikalischen Optik
Kenntnisse der Messtechnik


Inhalte:
a) Vorlesung
Optische Messtechnik und optische Inspektion
Für die Messtechnik wichtige Aspekte der technischen Optik (Auflösung, Schärfentiefe, Telezentrie, Abbildungsfehler)
Technologien der strahloptischen Messtechnik:
Schattenprojektion / Lasertriangulation / Streifenprojektion / Photogrammetrie / Konfokal-MT.
Technologien der wellenoptischen Messtechnik:
Michelson-Interferometer / Fizeau-Interferometer / Weißlicht-Interferometer
b) Labor
3D-Oberflächenmessung mit Streifenprojektion
Lasertriangulation
Interferometrische Längen und Abstandsmessung


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4811 Sensorelektronik und Sensorsignalverarbeitung
5 ECTS

MEM 4811 Sensorelektronik und Sensorsignalverarbeitung

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Mathematik/Physik
Empfohlen:
Kenntnisse in physikalischen Optik
Kenntnisse der Messtechnik


Inhalte:
a) Vorlesung Sensorelektronik
Energieversorgung
Timing (Digitale Clock, …)
Signalkonditionierung (Verstärkung, Filterung,…)
Schnittstellen (Hardware)
b) Vorlesung Sensorsignalverarbeitung
Schnittstellen (Software)
Signalerfassung (digital, analog)
Kalibrierung
Signalauswertung
IKT des Sensors: CPU, FPGA, DSP, Webserver, embedded Systems  
c)  Labor


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Schriftliche Prüfung (90 Min)

MEM 4816 Mechatronisches Projekt
5 ECTS

MEM 4816 Mechatronisches Projekt

Inhalte

  • Aktuelle Projektthemen werden in jedem Semester von den beteiligten Kollegen definiert und in Form eines Lastenhefts den Studentengruppen als Aufgabe vorgelegt. Die Projektthemen können von Industriepartnern initiiert werden. Die Zuteilung der Studierenden zu den Projekten findet per Los statt
  • Die Studierenden erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit Studierenden anderer Fachbereiche (z.B. WI) ist wünschenswert.
  • Die Teams präsentieren ihre Arbeiten in regelmäßigen Abständen und stellen die Ergebnisse in einer Abschlusspräsentation dar. Das gesamte Projekt wird in einer schriftlichen Ausarbeitung dokumentiert.
5. Semester

MEM 4819 Masterarbeit
30 ECTS

MEM 4819 Masterarbeit

Voraussetzungen:
Nach Studien- und Prüfungsordnung:
Abschluss der ersten vier Semester


Inhalte:
a)
In der Masterarbeit erarbeiten die Studierenden innerhalb einer vorgegebenen Frist (6 Monate mit Freistellung, 9 Monate ohne Freistellung) eine fachspezifische Aufgabenstellung auf wissenschaftlicher Grundlage selbstständig (auch im Team, wenn die Eigenleistung nachgewiesen werden kann). Dabei sind die wissenschaftlich erarbeiteten Ansätze anzuwenden und in einem Bericht wissenschaftlich darzulegen.

Dazu gehören:
•    Entwicklung und Konkretisierung der Aufgabenstellung
•    Erstellung eines Arbeits- und Zeitplanes
•    Literaturrecherche
•    Planung, Durchführung und Auswertung der Aufgabenstellung
•    Theoretische Herleitung und Begründung von allgemeinen Problemlösungsentwürfen oder konkreten Handlungskonzepten
•    Trennscharfe und folgerichtige Gliederung der Darstellung
•    Ausformulieren des Textes und, wo möglich, Erstellung geeigneter Visualisierungen (Schaubilder, Tabellen)
•    Abschließende Überprüfung der Arbeit auf erkennbare Schlüssigkeit und sprachliche Korrektheit

b) Das Kolloquium besteht aus einem Referat, in dem der Studierende seine Masterarbeit in Vortragsform präsentiert und gegenüber einem Plenum verteidigt


Prüfungsleistung/Studienleistung:

Bericht (BE)


Externe Prüfungsordnung

Beste Aussichten für Karriere und Zukunft

Verbessern Sie Ihre Karrierechancen mit einem staatlich anerkannten Hochschulabschluss: Leiten Sie interdisziplinäre Entwicklungsprojekte oder übernehmen Sie anspruchsvolle Aufgaben in Forschung und Entwicklung. Mit einem Master-Abschluss können Sie auch die Entwicklungsleitung bzw. die technische Gesamtverantwortung in Unternehmen übernehmen.

Auch eine Karriere im technischen Vertrieb und im Produktmanagement ist dank Ihrer fundierten technischen Ausbildung möglich. Generell kann ein Master-Abschluss die Türen zu Führungspositionen in der Wirtschaft oder im öffentlichen Dienst öffnen. Darüber hinaus können Sie mit dem Master-Abschluss auch an einer Universität promovieren und so eine weitere wissenschaftliche Qualifikation erwerben.

 

Der Studiengang vermittelt folgende Fach-, Sozial- und Methodenkompetenzen:

  • Fundierte Kenntnisse der Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme
  • Fähigkeit, moderne Methoden der Entwicklung mechatronischer Produkte auf dem aktuellen Stand der Technik zu verstehen und anzuwenden
  • Fähigkeit, mechatronische Produkte und Komponenten zu berechnen und zu dimensionieren
  • Fähigkeit zur wissenschaftlich fundierten Planung, zum Entwurf und zur Entwicklung komplexer mechatronischer Produkte unter Einbeziehung aller Domänen inkl. Software
  • Fähigkeit, Regelungs- und Automatisierungskonzepte für mechatronische Systeme zu entwickeln, umzusetzen und zu simulieren
  • Fähigkeit, komplexe, auch unvollständig definierte Aufgabenstellungen im Bereich der Mechatronik unter Berücksichtigung technischer, wissenschaftlicher, gesellschaftlicher, ethischer, ökologischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte und rechtlicher Auflagen zu analysieren, zu formulieren, zu bearbeiten und zu lösen 
  • Fähigkeit, sich selbständig neues Wissen und Können anzueignen
  • Fähigkeit, die erlernten Methoden zur Formulierung und Lösung komplexer Aufgabenstellungen in Forschung, Entwicklung und Produktion in der Industrie oder in Forschungseinrichtungen erfolgreich einzusetzen und weiterzuentwickeln
  • Fähigkeit zur Leitung eines Teams und dazu, die eigene Arbeit und die Arbeit eines interdisziplinären Teams zu planen, zu organisieren, zu dokumentieren und in der Öffentlichkeit oder vor einem Fachpublikum zu präsentieren und zu vertreten

Absolventinnen und Absolventen des Studienganges sollen befähigt sein, in folgenden Berufsfeldern zu arbeiten:

  • Automobilindustrie
  • Biotechnologische Industrie
  • Automatisierungstechnik
  • Werkzeugmaschinen
  • Umwelt- und Agrartechnik
  • Wissenschaftliche Institute, Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen
  • Öffentlicher Dienst z.B.  Überwachungs- und Umweltbehörden
  • Planung und Bau von mechatronischen Produkten

 

 

apply

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