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.
pro Semester 3.750,- (Lehrmaterialien wie Bücher und Skripte werden zur Verfügung gestellt)
Präsenzen im Studium
Pro 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 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den sind an diesen Tagen entweder an der Technischen Akademie Esslingen oder am Campus Göppingen vor Ort.
Bewerbung und Zulassung
Technische Akademie Esslingen, An der Akademie 5, 73760 Ostfildern.
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
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
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#
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
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)
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.
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
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
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.
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
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 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den zu den Projekten findet per Los statt
Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den 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.
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
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 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den zu den Projekten findet per Los statt
Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den 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.
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 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den zu den Projekten findet per Los statt
Die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den erarbeiten Pflichtenheft und Zeitplan und bearbeiten das Projekt im Team. Die Zusammenarbeit mit 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den 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.
Voraussetzungen: Nach Studien- und Prüfungsordnung: Abschluss der ersten vier Semester
Inhalte: a) In der Masterarbeit erarbeiten die 老虎机游戏_老虎机游戏下载@den 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 老虎机游戏_老虎机游戏下载@de seine Masterarbeit in Vortragsform präsentiert und gegenüber einem Plenum verteidigt
