Mechatronik und Autonome Systeme

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EMI Department

Modulhandbuch

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Fahrzeugmechatronik

Empfohlene Vorkenntnisse

Folgende Module werden als Vorkenntnis empfohlen:

  • Mechatronische Systeme
  • Signale, Systeme und Regelkreise
  • Technische Mechanik I, II und III
Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage, die wesentlichen Komponenten des elektrischen Bordnetzes eines Fahrzeugs bestehend aus: Sensoren, Aktuatoren, Energiespeicher, Energieerzeugung, Kommunikationssysteme bezüglich ihres Aufbaus, Wirkprinzip und Interaktion im Fahrzeug zu verstehen.

Desweiteren  können die Studierenden die zwei wichtigen Themen Antriebsstrangregelung und Fahrdynamikregelung - bezüglich ihrer wesentlichen Funktionen und Eigenschaften erklären.

Verschiedene Diagnosestrategien zur Fehlerlokalisierung und deren jeweilige Anwendung sind den Studierenden bekannt.

Die Studierenden

  • kennen die Fachsprache und wichtige Grundlagen der Fahrzeugmechatronik
  • sind fähig, Anforderungen an Baugruppen und Teilsysteme zu formulieren
  • sind im Stande, in einem interdisziplinären Entwicklungsteam in der Fahrzeugtechnik zu kommunizieren
  • sind in der Lage, sich schnell in weiterführende und vertiefende fahrzeugmechatronischen Fragestellungen einzuarbeiten
Dauer 2
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Fahrzeugmechatronik: Klausurarbeit, 90 Min.

Labor Fahrzeugmechatronik: Laborarbeit

Labor autonome mobile Systeme: Laborarbeit
Leistungspunkte Noten

10 Creditpunkte
Modulverantwortlicher

Prof. Claus Fleig
Empf. Semester 6 und 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK - Hauptstudium, Schwerpunkt Fahrzeugmechatronik und Elektromobilität
Veranstaltungen

Fahrzeugmechatronik

Art Vorlesung
Nr. M+V616
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Aktuatoren im Fahrzeug
  • Kommunikationssysteme im Fahrzeug
  • Antriebsstrangregelung und Fahrdynamikregelung
  • Diagnosestrategien
  • Regelungstechnische Anforderungen und Konzepte in der Fahrzeugmechatronik
  • ausgewählte Regelungskonzepte im Fahrzeug (z.B. Klopfregelung, Lambdaregelung,
  • Tempomat, Lastübernahme Kupplungsteuerung usw.)
  • Aufbau der Versorgungs- und Kommunikationsstruktur im Fahrzeug
  • Bussysteme im Automobil (LIN, CAN (A, B, CANopen), Flexray, Bluetooth)
  • Assistenten und Agenten
Literatur

R. Isermann: Mechatronische Systeme, Springer
Werner Zimmermann: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, Springer
Toralf Trautmann: Grundlagen der Fahrzeugmechatronik, Vieweg-Teubner
Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Sicherheits- und Komfortsysteme, Vieweg

 

Labor Fahrzeugmechatronik

Art Labor
Nr. M+V617
SWS 2.0

Labor autonome mobile Systeme

Art Labor
Nr. EMI355
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:

  1. Nutzung von ROS mit einem simulierten Turtlebot (Physiksimulation mit Gazebo). Starten und Nutzen von ROS-Programmen, Aufzeichung von Daten.
  2. Lokalisierung und Kartierung einer Laborstrecke mit Hilfe des mobilen Roboters. Einsatz von SLAM-Verfahren zur Kombination von Raddrehzahl, IMU und Laserscandaten.
  3. Einbau eines Ultraschallsensors. Programmierung des US-Treibers, Programmierung eines ROS-Topics für die autonome Fahrt des mobilen Roboters.
  4. Abschluss von LAbornachmittag 3

In dem letzten 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 

 
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