B.Sc. Mechatronik (PO 2014)...2020/09/22 · 1Grundlagen der Elektrotechnik und Informationstechnik...

B.Sc. Mechatronik(PO 2014)ModulhandbuchStand: 01.03.2021

Fachbereich Elektrotechnik und Infor-mationstechnik

Modulhandbuch: B.Sc. Mechatronik (PO 2014)

Stand: 01.03.2021

Fachbereich Elektrotechnik und InformationstechnikEmail: [email protected]

I

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen der Elektrotechnik und Informationstechnik 1Einführungsprojekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Elektrotechnik und Informationstechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Praktikum Elektrotechnik und Informationstechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Elektrotechnik und Informationstechnik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Deterministische Signale und Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 Grundlagen der Mathematik 10Mathematik I (für ET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Mathematik II (für ET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Mathematik III (für ET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Mathematik IV (für ET) /Mathematik III (für Inf) /Praktische Mathematik (für M.Ed.Math) . . . . . . . . . 13

3 Grundlagen der Technischen Mechanik 14Technische Mechanik I (Statik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Technische Mechanik II (Elastostatik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Technische Mechanik III (Dynamik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4 Weitere Grundlagen 19Werkstoffkunde für Mechatronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Allgemeine Informatik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Rechnergestütztes Konstruieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Technische Thermodynamik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Programmierung in der Automatisierungstechnik (C/C++) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Strömungslehre für die Mechatronik, Einführung in die Hydrodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Logischer Entwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Elektrische Maschinen und Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Mechanische Komponenten und Systemverhalten für die Mechatronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Systemdynamik und Regelungstechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Praktikum Regelung mechatronischer Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Praktikum Aktoren für mechatronische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5 Wahlmodule 385.1 Wahlkatalog ETiT: Elektrotechnik und Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Grundlagen der Elektrodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Grundlagen der Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Kommunikationstechnik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Leistungselektronik I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Nachrichtentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Rechnersysteme I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Elektronik-Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Allgemeine Informatik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Mechatronik-Workshop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

II

Praktikum Matlab/Simulink I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Halbleiterbauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Modellbildung und Simulation von elektrischen Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.2 Wahlkatalog MB: Maschinenbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Grundlagen der Turbomaschinen und Fluidsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Kraftfahrzeugtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Technische Strömungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Technische Thermodynamik II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Technologie der Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Verbrennungskraftmaschinen I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Werkzeugmaschinen und Industrieroboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Inhaltsverzeichnis III

1 Grundlagen der Elektrotechnik undInformationstechnik

ModulnameEinführungsprojekt

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-de-1010 2 CP 60 h 30 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Harald Klingbeil

1 LerninhaltStudierende lernen anhand einer komplexen Aufgabenstellung innerhalb einer Woche die Vielfalt von Ar-beitsgebieten der Elektrotechnik und Informationstechnik kennen. Das Einführungsprojekt eröffnet einePerspektive auf das weitere Studium. Es führt in ingenieursgemäßes Denken und Handeln im Team ein.Die Teamarbeit wird von einem Fach- sowie einem Teambegleiter unterstützt.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende lernen Problemanalyse, Recherchieren von Informationen, Teamarbeit, Projektmanagementund Präsentation von Ergebnissen kennen

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

4 PrüfungsformModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Dauer: 15 min, b/nb BWS)

5 BenotungModulabschlussprüfung:

• Modulprüfung (Studienleistung, mündliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC, BSc iST

7 Notenverbesserung nach §25 (2)

8 LiteraturSkript zum Einführungsprojekt (wird ausgeteilt)

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-de-1010-pj Einführungsprojekt (Projektwoche)

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Harald Klingbeil, M. A. Stephanie Bockshorn, Dipl.-Soz. GoranBeil

Projekt 2

1

ModulnameElektrotechnik und Informationstechnik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-hs-1070 7 CP 210 h 135 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Jutta Hanson

1 LerninhaltEinheiten und Gleichungen: Einheiten-Systeme, Schreibweise von Gleichungen. Grundlegende Begrif-fe: Ladung, Strom, Spannung, Widerstände, Energie und Leistung. Ströme und Spannungen in elektri-schen Netzen: Ohmsches Gesetz, Knoten- und Umlaufglei- chung, Parallel- und Reihenschaltung, Strom-und Spannungsmessung, Lineare Zweipole, Nichtlineare Zweipole, Überlagerungssatz, Stern-Dreieck-Transformation, Knoten- und Um- laufanalyse linearer Netze, gesteuerte Quellen.Wechselstromlehre: Zeitabhängige Ströme und Spannungen, eingeschwungene Sinusströme und -spannungen in linearen RLC-Netzen, Zeigerdiagramme, Resonanz in RLC-Schaltungen, Leistung einge-schwungener Wechselströme und -spannungen, Ortskurventheorie, Vierpoltheorie, Transformator, Mehr-phasensysteme.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende sind nach Besuch der Lehrveranstaltung in der Lage* die Grundgleichungen der Elektrotechnik anzuwenden,* Ströme und Spannungen an linearen und nichtlinearen Zweipolen zu berechnen,* Gleichstrom- und Wechselstromnetzwerke zu beurteilen,* einfache Filterschaltungen und Schwingkreise zu analysieren,* die komplexe Rechnung in der Elektrotechnik anzuwenden.



• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc. ETiT, BSc iST, BSc MEC, BSc. Wi-ETiT, BSc CE, LA Physik/Mathematik


8 LiteraturFrohne, H. u.a. Moeller Grundlagen der ElektrotechnikClausert, H. u.a. Grundgebiete der Elektrotechnik 1 + 2

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-hs-1070-vl Elektrotechnik und Informationstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jutta Hanson, M.Sc. Carl Schweinsberg, M.Sc. Martin AlbrechtCoumont, M.Sc. Simon Massat

Vorlesung 3

2

Kurs-Nr. Kursname18-hs-1070-ue Elektrotechnik und Informationstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Jutta Hanson, M.Sc. Carl Schweinsberg, M.Sc. Martin AlbrechtCoumont, M.Sc. Simon Massat

Übung 2

3

ModulnamePraktikum Elektrotechnik und Informationstechnik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kn-1040 4 CP 120 h 60 h 2 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Mario Kupnik

1 LerninhaltNach einer Sicherheitsbelehrung zu elektrischen Betriebsmitteln führen Studierende Versuche im Teamzu Grundlagen der Elektrotechnik anhand von theoretischen & praktischen Versuchsanleitungen durch,um grundlegende elektrotechnische Zusammenhänge zu vertiefen. Ein selbstständiger Versuchsaufbau unddie Durchführung von Messungen, sowie Auswertungen in Form von Protokollen sollen die theoretischenKenntnisse bestätigen und das selbstständige Arbeiten in der Praxis vermitteln.Folgende Versuche werden durchgeführt

• Untersuchung des realen Verhaltens von ohmschen Widerständen• Untersuchung des realen Verhaltens von Kapazitäten und Induktivitäten.• Berechnung von Impedanzen einfacher elektrischer Zweipol-Schaltungen mit Hilfe der Netz-

werktheorie.• Messen von Leistung im Wechselstromkreis und Untersuchungen zum realen Verhalten von Trans-

formatoren.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach selbständiger Vorbereitung der Nachmittage und selbständiger Durchführung des Messaufbaus undder Messaufgaben durch aktive Mitarbeit in der Praktikumsgruppe sowie durch gründliche Ausarbeitungder zugehörigen Messprotokolle sollten Sie in der Lage sein:

• die Messung von Basisgrößen elektrischer Gleichstrom- und Wechselstromschaltungen selbständigund bei Beachtung der Sicherheitsregeln durchführen zu können

• die Aufnahme von Frequenzgängen an passiven elektrischen Netzwerken und Resonanzkreisen sowiedie elektrische Leistungsmessung durchführen und erläutern zu können

• die messtechnischen Schaltungen für die Ermittlung magnetischer, einfacher elektrothermischer undhochfrequenter Größen selbständig aufbauen und deren Messung durchführen zu können,

• die Messergebnisse hinsichtlich ihrer technischen Bedeutung, aber auch ihrer Genauigkeit und derFehlereinflüsse sicher bewerten zu können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeParalleler Besuch der Vorlesungen und Übungen „Elektrotechnik und Informationstechnik I und II“


• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT


8 Literaturausführliches Skript mit Versuchsanleitungen; Clausert, H. / Wiesemann, G.: Grundgebiete der Elektrotech-nik, Oldenbourg,1999

Enthaltene Kurse

4

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1041-pr Praktikum Elektrotechnik und Informationstechnik I B

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik Praktikum 2

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1040-pr Praktikum Elektrotechnik und Informationstechnik I A

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik, M.Sc. Gianni Allevato Praktikum 2

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1040-tt Praktikum Elektrotechnik und Informationstechnik I, Einführungsveranstaltung

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik, Dr.-Ing. Axel Jäger Tutorium 0

5

ModulnameElektrotechnik und Informationstechnik II

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-gt-1020 7 CP 210 h 135 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog

1 LerninhaltElektrostatische Felder; Stationäre elektrische Strömungsfelder; Stationäre Magnetfelder; Zeitlich verän-derliche Magnetfelder; Vorgänge in Leitungen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden haben sich von der Vorstellung gelöst, dass alle elektrischen Vorgänge leitungsgebundensein müssen; sie haben eine klare Vorstellung vom Feldbegriff, können Feldbilder lesen und interpretie-ren und einfache Feldbilder auch selbst konstruieren; sie verstehen den Unterschied zwischen einemWirbelfeld und einem Quellenfeld und können diesen mathematisch beschreiben bzw. aus einer mathe-matischen Beschreibung den Feldtyp erkennen; sie sind in der Lage, für einfache rotationssymmetrischeAnordnungen Feldverteilungen analytisch zu errechnen; sie können sicher mit den Definitionen des elek-trostatischen, elektroquasistatischen, magnetostatischen, magnetodynamischen Feldes umgehen; sie habenden Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus erkannt; sie beherrschen die zur Beschreibungerforderliche Mathematik und können diese auf einfache Beispiele anwenden; sie können mit nichtlinearenmagnetischen Kreisen rechnen; sie können Induktivität, Kapazität und Widerstand einfacher geometrischerAnordnungen berechnen und verstehen diese Größen nun als physikalische Eigenschaft der jeweiligen An-ordnung; sie haben erkannt, wie verschiedene Energieformen ineinander überführt werden können undkönnen damit bereits einfache ingenieurwissenschaftliche Probleme lösen; sie haben für viele Anwendun-gen der Elektrotechnik die zugrundeliegenden physikalischen Hintergründe verstanden und können diesemathematisch beschreiben, in einfacher Weise weiterentwickeln und auf andere Beispiele anwenden; siekennen das System der Maxwell‘schen Gleichungen und können diese von der integralen in die differenti-elle Form überführen; sie haben eine erste Vorstellung von der Bedeutung der Maxwell‘schen Gleichungenfür sämtliche Problemstellungen der Elektrotechnik und sie verstehen Wellenvorgänge im freien Raumsowie auf Leitungen

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeElektrotechnik und Informationstechnik I





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC, BSc Wi-ETiT, LA Physik/Mathematik, BSc CE, BSc iST

7 Notenverbesserung nach §25 (2)Notenverbesserung entsprechend §25 (2) APB TU Darmstadt

8 Literatur• Sämtliche VL-Folien zum Download• Clausert, Wiesemann, Hinrichsen, Stenzel: „Grundgebiete der Elektrotechnik I und II“; ISBN 978-3-

486-59719-6• Prechtl, A.: „Vorlesungen über die Grundlagen der Elektrotechnik – Band 2“ ISBN: 978-3-211-

72455-2

Enthaltene Kurse

6

Kurs-Nr. Kursname18-gt-1020-vl Elektrotechnik und Informationstechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-gt-1020-ue Elektrotechnik und Informationstechnik II

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog Übung 2

7

ModulnameDeterministische Signale und Systeme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kl-1010 7 CP 210 h 135 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Anja Klein

1 LerninhaltFourier Reihen: Motivation - Fourier Reihen mit reellen Koeffizienten - Orthogonalität - Fourier Reihen mitkomplexen Koeffizienten - Beispiele und AnwendungenFourier Transformation: Motivation - Übergang Fourier-Reihe =>Fourier Transformation - Diskussion derDirichlet Bedingungen - Delta Funktion, Sprung Funktion - Eigenschaften der Fourier Transformation Son-derfälle - Beispiele und Anwendungen - Übertragungssystem - PartialbruchzerlegungFaltung: Zeitinvariante Systeme - Faltung im Frequenzbereich - Parseval’sche Theorem - Eigenschaften -Beispiele und AnwendungenSysteme und Signale: Bandbegrenzte und zeitbegrenzte Systeme - Periodische Signale - Systeme mit nureinem Energie-Speicher - Beispiele und AnwendungenLaplace Transformation: Motivation - Einseitige Laplace Transformation - Laplace Rücktransformation -Sätze der Laplace-Transformation - Beispiele und AnwendungenLineare Differentialgleichungen: Zeitinvariante Systeme - Differenziationsregeln - Einschaltvorgänge - Ver-allgemeinerte Differenziation - Lineare passive elektrische Netzwerke - Ersatzschaltbilder für passive elek-trische Bauelemente - Beispiele und Anwendungenz-Transformation: Motivation - Abtastung - Zahlenfolgen - Definition der z-Transformation - Beispiele -Konvergenzbereiche - Sätze der z-Transformation - Übertragungsfunktion - Zusammenhang zur LaplaceTransformation - Verfahren zur Rücktransformation - Faltung - Beispiele und AnwendungenDiskrete Fourier Transformation: Motivation - Ableitung - Abtasttheorem - Beispiele und Anwendungen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDer Student soll die Prinzipien der Integraltransformation verstehen und sie bei physikalischen Problemenanwenden können. Die in dieser Vorlesung beigebrachten Techniken dienen als mathematisches Handwerk-zeug für viele nachfolgenden Vorlesungen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeElektrotechnik und Informationstechnik I und Elektrotechnik und Informationstechnik II





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC, BSc Wi-ETiT, LA Physik/Mathematik, BSc CE, BSc iST


8 Literatur

8

Ein Vorlesungsskript bzw. Folienwerden elektronisch bereitgestellt:Grundlagen:Wolfgang Preuss, „Funktionaltransformationen“, Carl Hanser Verlag, 2002; Klaus-Eberhard Krueger "Trans-formationen", Vieweg Verlag, 2002;H. Clausert, G. Wiesemann "Grundgebiete der Elektrotechnik 2", Oldenbourg, 1993; Otto Föllinger"Laplace-, Fourier- und z-Transformation", Hüthig, 2003;T. Frey, M. Bossert, Signal- und Systemtheorie, Teubner Verlag, 2004Vertiefende Literatur:Dieter Mueller-Wichards "Transformationen und Signale", Teubner Verlag, 1999Übungsaufgaben:Hwei Hsu SSignals and Systems", Schaum’s Outlines, 1995

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kl-1010-vl Deterministische Signale und Systeme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Anja Klein, M.Sc. Tobias Mahn, Prof. Dr.-Ing. Marius Pesavento Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-kl-1010-ue Deterministische Signale und Systeme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Anja Klein, M.Sc. Tobias Mahn, Prof. Dr.-Ing. Marius Pesavento Übung 2

9

2 Grundlagen der Mathematik

ModulnameMathematik I (für ET)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus04-00-0108 8 CP 240 h 150 h 1 Jedes 2. Sem.

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Apl. Prof. Dr. rer. nat. Steffen Roch

1 LerninhaltGrundlagen, reelle und komplexe Zahlen, reelle Funktionen, Stetigkeit, Differentialrechnungund Integralrechnung in einer Variablen, Vektorräume, liniareAbbildungen, lineare Gleichungssysteme

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden sind vertraut mit- den elementaren Methoden der mathematischen Begriffsbildung- den elementaren Methoden des logischen SchließensDie Studierenden beherrschen die Grundzüge von- linearer Algebra- analytischer Geometrie- der Analysis von Funktionen in einer reellen Veränderlichen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmekeine


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsFür B.Sc.ETiT, B.Ed.ETiT, B.Sc.WIETiT: PflichtFür B.Sc.MEC, B.Sc.CE, B.Sc.IST (PO 2007): Als Teil von Mathe AB.Sc.iKT auslaufend.


8 LiteraturVon Finckenstein, Lehn, Schellhaas, Wegmann: Arbeitsbuch für IngenieureI, Teubner,Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure I, II, Teubner,Meyberg, Vachenauer, Höhere Mathematik 1, Springer

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname04-00-0126-vu Mathematik I (für ET)

Dozent Lehrform SWSApl. Prof. Dr. rer. nat. Steffen Roch Vorlesung und

Übung6

10

ModulnameMathematik II (für ET)



1 LerninhaltDeterminanten, Eigenwerte, quadratische Formen, Funktionenfolgen und -reihen, Taylor- und Fourierreihen, Differentialrechnung im Rn , Extrema,inverse und implizite Funktionen, Wegintegrale, Integration im Rn

2 Qualifikationsziele / Lernergebnisse• Die Studierenden besitzen ein vertieftes Verständnis mathematischer Prinzipien• Die Studierenden beherrschen die Grundzüge der Analysis von Funktionen mehrerer Veränderlichen• Die Studierenden können die Analysis von Funktionen mehrerer Veränderlichen unter Anleitung auf

Probleme der Ingenieurwissenschaften anwenden.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik 1





6 Verwendbarkeit des ModulsFür B.Sc.ETiT, B.Ed.ETiT, B.Sc.WIETiT: PflichtFür B.Sc.MEC, B.Sc.CE, B.Sc.IST (PO 2007): Als Teil von Mathe A PflichtB.Sc.iKT auslaufend.


8 LiteraturVon Finckenstein/Lehn/Schellhaas/Wegmann: Arbeitsbuch Mathematik fürIngenieure. Band I, Teubner Verlag,Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure I, II, Teubner Verlag,Meyberg, Vachenauer: Höhere Mathematik 1, Springer Verlang

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname04-00-0079-vu Mathematik II (für ET)


Übung6

11

ModulnameMathematik III (für ET)



1 LerninhaltIntegralrechnung: Oberflächenintegrale, Integralsätze; Gewöhnliche Differentialgleichungen:Lineare und nichtlineare Differentialgleichungen, Existenzund Eindeutigkeit der Lösungen, Laplacetransformation; Funktionentheorie:Komplexe Funktionen, komplexe Differenzierbarkeit, Integralformelvon Cauchy, Potenzreihen und Laurentreihen, Residuen, Residuensatz

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden erwerben die mathematischen Fähigkeiten- zur Modellierung von ingenieurwissenschaftlichen Sachverhalten- zur Analyse von ingenieurwissenschaftlichen SachverhaltenDie Studierenden kennen- grundlegende Lösungseigenschaften- explizite Lösungsmethoden für gewöhnliche DifferentialgleichungenDie Studierenden beherrschen die Grundzüge der komplexen Funktionentheorie.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik 1 und Mathematik 2





6 Verwendbarkeit des ModulsFür B.Sc.ETiT, B.Ed.ETiT, B.Sc.WIETiT, B.Sc.MEC, B.Sc.CE, B.Sc.IST (PO 2007): PflichtFür B.Sc.EPE, B.Sc.IST (bis PO 2006), B.Sc.iKT: Pflicht zusammen mit Mathematik 4 als Mathematik BB.Sc.iKT auslaufend.


8 LiteraturVon Finckenstein, Lehn, Schellhaas, Wegmann: Arbeitsbuch für IngenieureII, Teubner,Burg, Haf, Wille: Höhere Mathematik für Ingenieure III, IV, TeubnerFreitag, Busam: Funktionentheorie 1, Springer

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname04-00-0127-vu Mathematik III (für ET)


Übung4

12

ModulnameMathematik IV (für ET) /Mathematik III (für Inf) /Praktische Mathematik (für M.Ed.Math)


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Stefan Ulbrich

1 LerninhaltNumerik: Numerische Lösung linearer Gleichungssysteme, Interpolation,Numerische Quadraturverfahren, Nichtlineare Gleichungssysteme, Anfangswertproblemfür gewöhnliche Differentialgleichungen, Eigenwert-/Eigenvektorberechnung,Statistik: Grundbegriffe der Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie, Regression,multivariate Verteilungen, Schätzverfahren und Konfidenzintervalle,Tests bei Normalverteilungsannahme, robuste Statistik

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseFähigkeit für grundlegende Aufgabenstellungen geeignete numerische Verfahrenauszuwählen und anzuwenden. Fähigkeit statistische Auswertungenvorzunehmen, grundlegende Schätzverfahren und Testverfahren durchzuführen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik 1 und Mathematik 2





6 Verwendbarkeit des ModulsFür B.Sc.ETiT, B.Sc.MEC, B.Sc.CE, B.Sc.Inf, M.Ed.Math, B.Sc.IST (PO2007): Pflicht Für B.Sc.EPE, B.Sc.IST (bis PO 2006), B.Sc.iKT: Pflichtzusammen mit Mathematik 3 als Mathematik B


8 LiteraturVon Finckenstein, Lehn, Schellhaas, Wegmann: Arbeitsbuch für IngenieureII, Teubner Verlag Stuttgart;

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname04-00-0081-vu Mathematik IV (für ET) /Mathematik III (für Inf) /PraktischeMathematik (für

M.Ed.Math)

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. rer. nat. Stefan Ulbrich Vorlesung und

Übung6

13

3 Grundlagen der Technischen Mechanik

ModulnameTechnische Mechanik I (Statik)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-64-5190 6 CP 180 h 90 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Martin Oberlack

1 LerninhaltKraftbegriff, allgemeine Kraftsysteme und Gleichgewicht starrer Körper, Schwerpunktsdefinition und -berechnung, Lagerreaktionen, Fachwerke, Balken, Rahmen, Bögen, Arbeitssatz der Statik, Grundlagen derStabilitätstheorie, Haftung und Reibung.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNachdem die Studierenden die Lerneinheit erfolgreich abgeschlossen haben, sollten sie in der Lage sein:

• Die Begriffe Kraft, Moment und Gleichgewicht zu unterscheiden und zu erklären.• Statisch bestimmte Probleme zu analysieren, d.h. die Kräfte zu identifizieren, ihre Angriffspunkte

und Wirkungen zu bestimmen und die Gleichgewichtsbedingungen zu erstellen.• Lagerreaktionen in statisch bestimmten Systemen mithilfe von Gleichgewichtsbedingungen bzw. dem

Prinzip der virtuellen Arbeit zu bestimmen.• Innere Kräfte und Momente in Balken und Fachwerken zu berechnen.• Schwerpunkte eines starren Körpers zu bestimmen.• Gleichgewichtslagen eines beweglichen Systems zu bestimmen und ihre Stabilität zu analysieren.• Statische Systeme mit Reibung und Haftung zu analysieren und entsprechende Kräfte zu bestimmen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeKeine


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Klausur 90 min



6 Verwendbarkeit des ModulsBachelor MPE PflichtBachelor WI-MBBachelor Mechatronik, Computational Engineering, BEd. Metalltechnik


8 LiteraturGross, Hauger, Schröder, Wall: Technische Mechanik I: Statik, 4. Auflage 2009, Springer Verlag.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-64-5190-vl Technische Mechanik I (Statik)

Dozent Lehrform SWSVorlesung 3

14

Kurs-Nr. Kursname16-64-5190-gü Technische Mechanik I (Statik) - Gruppenübung

Dozent Lehrform SWSGruppenübung 2

Kurs-Nr. Kursname16-64-5190-hü Technische Mechanik I (Statik) - Hörsaalübung

Dozent Lehrform SWSHörsaalübung 1

15

ModulnameTechnische Mechanik II (Elastostatik)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus16-61-5010 6 CP 180 h 90 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Wilfried Becker

1 LerninhaltSpannungszustand im 2D und 3D, Verzerrungszustand, Elastizitätsgesetz, Festigkeitshypothesen, Balken-biegung, Biegelinie, Schubeinfluss, Schiefe Biegung, Torsion, Arbeitsbegriff in der Elastostatik, Stabilitätund Knickung

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseVerständnis für die wesentlichen Grundgesetze der Elastostatik eindimensionaler Kontinua (Stäbe, Bal-ken, Torsionsstäbe). Fähigkeit zur gezielten mechanischen Modellbildung, zur Lösung der entsprechendenmathematischen Gleichungen und zur Interpretation der Lösung.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeTechnische Mechanik I (Statik)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Standard BWS)



6 Verwendbarkeit des Moduls


8 LiteraturGross; Hauger; Schnell; Schröder: Technische Mechanik 2, Elastostatik, Springer Verlag.Gross; Ehlers; Wriggers: Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2, Springer Verlag.Peter Hagedorn: Technische Mechanik, Band 2, Festigkeitslehre, Verlag Harri Deutsch, 2006.Elektronisches Lehrmaterial auf der Homepage des Fachgebiets.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-61-5010-vl Technische Mechanik II (Elastostatik)


Kurs-Nr. Kursname16-61-5010-gü Technische Mechanik II (Elastostatik) - Gruppenübung


Kurs-Nr. Kursname16-61-5010-hü Technische Mechanik II (Elastostatik) - Hörsaalübung


16

ModulnameTechnische Mechanik III (Dynamik)


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Richard Markert

1 LerninhaltKinematik des Punktes und des starren Körpers, Relativbewegung, Kinetik des starren Körpers, Arbeit undEnergie, Schwingungen, Stoß, Prinzipien der Mechanik.


• Ebene und räumliche Bewegungen von Punktmassen und starren Körpern mathematisch zu beschrei-ben.

• Dynamische Probleme zu analysieren und die Bewegungsdifferentialgleichungen einfacher diskretermechanischer Systeme aufzustellen.

• Die Newtonschen Grundgesetze und den Drallsatz zu erklären und diese Axiome zum Lösen dyna-mischer Probleme anzuwenden.

• Schwingungssysteme mittels einfacher linearer Differentialgleichungen zu modellieren und zu be-rechnen.

• Die Prinzipien der Mechanik auf einfache Fragestellungen anzuwenden.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik I, Technische Mechanik I (Statik) empfohlen


• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Klausur 120min



6 Verwendbarkeit des ModulsBachelor MPE PflichtBachelor WI-MBBachelor Mechatronik


8 LiteraturMarkert, R.: Technische Mechanik, Teil B (Dynamik), 2. Auflage, 2009.Hagedorn, P.: Technische Mechanik, Band 3: Dynamik, 3. Auflage, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt 2006.Hibbeler, R. C.: Technische Mechanik 3: Dynamik, 10. Auflage, Pearson Studium, 2006.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-25-5120-vl Technische Mechanik III (Dynamik)


Kurs-Nr. Kursname16-25-5120-gü Technische Mechanik III (Dynamik) - Gruppenübung


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Kurs-Nr. Kursname16-25-5120-hü Technische Mechanik III (Dynamik) - Hörsaalübung


18

4 Weitere Grundlagen

ModulnameWerkstoffkunde für Mechatronik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Dr. Ing. Daniela Schwerdt

1 Lerninhaltfehlt noch !!

2 Qualifikationsziele / Lernergebnisse



• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Standard BWS)





8 Literatur

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-08-6400-vl Werkstoffkunde für Computational Engineering, Werkstoffkunde für Mechatronik


19

ModulnameAllgemeine Informatik I


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. rer. nat. Karsten Weihe

1 Lerninhalt• Kurze Einführung in die Informatik• Einführung in das Arbeiten mit Rechnern• Einführung in das Programmieren (KarelJ, Java oder ä.)• Binäre Zahlen- und Informationsdarstellung• Elementare logische und arithmetische Rechenoperationen• Von Neumann Rechner-Architektur• Elementare Konzepte von Betriebssystemen• Grundlagen von Rechnernetzwerken

Die Vorlesung wird von durchgehenden Pogrammier-Übungen begleitet.

2 Qualifikationsziele / Lernergebnisse• Vermittlung von Grundwissen der wichtigsten Konzepte der Informatik• praktischer Umgang mit Rechnern• Grundlegende Programmierkenntnisse

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme-

4 PrüfungsformBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0304-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Standard BWS)

5 BenotungBausteinbegleitende Prüfung:

• [20-00-0304-iv] (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)



8 LiteraturLiteratur: David J. Barnes und Michael Kölling, Java lernen mit BlueJ: Eine Einführung in die objektorien-tierte Programmierung, Pearson Studium; 5te Auflage (1. Januar 2013), ISBN 3868949070

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname20-00-0304-iv Allgemeine Informatik I

Dozent Lehrform SWSIntegrierte Ver-anstaltung

2

20

ModulnameRechnergestütztes Konstruieren


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Reiner Anderl

1 LerninhaltParametrische 3D CAD Systeme, PDM Systeme, 3D Handskizzen, Geometriemodelle, Einzelteil-modellierung mit Hilfe von Geometrieelementen, Features und Parametrik, Baugruppenmodellierung,Stücklisten, Toleranzen und Passungen, Technische Produktdokumentation, Zeichnungsnormen, Produkt-entwicklung in Teams


• Parametrische 3D CAD-Systeme und PDM Systeme zu verstehen und anzuwenden.• Einzelteile parametrisch zu modellieren und komplexe Baugruppen zu erzeugen.• Einzelteil- und Baugruppenzeichnungen zur technischen Produktdokumentation zu erstellen.• Generierte Daten mittels PDM Prozessen zu verwalten.• Komplexe Aufgabenstellungen der virtuellen Produktentwicklung im Team zu bearbeiten und zu

lösen.



• Modulprüfung (Fachprüfung, Sonderform, Standard BWS)Sonderform: Semesterbegleitende Prüfungen


• Modulprüfung (Fachprüfung, Sonderform, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBachelor MPE PflichtBachelor WI-MBBachelor Mechatronik


8 LiteraturSkriptum erwerbbar, Vorlesungsfolien, Online-TutorialDual-Mode: „Rechnergestütztes Konstruieren (CAD)“ ist eine E-Learning-Vorlesung.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-07-5020-vl Rechnergestütztes Konstruieren


Kurs-Nr. Kursname16-07-5020-tt Rechnergestütztes Konstruieren

Dozent Lehrform SWSTutorium 2

21

Kurs-Nr. Kursname16-07-5020-ue Rechnergestütztes Konstruieren

Dozent Lehrform SWSÜbung 1

22

ModulnameTechnische Thermodynamik I


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Peter Christian Stephan

1 LerninhaltGrundbegriffe der Thermodynamik; thermodynamisches Gleichgewicht und Temperatur; Energieformen(innere Energie, Wärme, Arbeit, Enthalpie); Zustandsgrößen und Zustandsgleichungen für Gase und in-kompressible Medien; erster Hauptsatz der Thermodynamik und Energiebilanzen für technische Systeme;zweiter Hauptsatz der Thermodynamik und Entropiebilanzen für technische Systeme; Exergieanalysen;thermodynamisches Verhalten bei Phasenwechsel; rechts- und linksläufiger Carnotscher Kreisprozess; Wir-kungsgrade und Leistungszahlen; Kreisprozesse für Gasturbinen, Verbrennungsmotoren, Dampfkraftwerke,Kältemaschinen und Wärmepumpen.


• Die Beziehungen zwischen thermischen und kalorischen Zustandsgrößen und Systemzuständen zuerläutern und im Rahmen von Berechnungen thermischer Systeme anzuwenden.

• Die verschiedenen Energieformen (z.B. Arbeit, Wärme, innere Energie, Enthalpie) zu unterscheidenund zu definieren.

• Technische Systeme und Prozesse mittels Energiebilanzen und Zustandsgleichungen zu analysieren.• Energieumwandlungsprozesse anhand von Entropiebilanzen und Exergiebetrachtungen zu beurtei-

len.• Das thermische Verhalten von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern sowie entsprechende Phasen-

wechselvorgänge zu charakterisieren.• Diese Grundlagen (1.-5.) zur Untersuchung und Beschreibung von Maschinen (Turbinen, Pumpen

etc.) und Energieumwandlungsprozessen (Verbrennungsmotoren, Dampfkraftwerken, Kältemaschi-nen, Wärmepumpen) einzusetzen.



• Modulprüfung (Fachprüfung, Fachprüfung, Standard BWS)Klausur 150 min



6 Verwendbarkeit des ModulsBachelor MPE PflichtBachelor WI-MBMaster ETiT MFT, Bachelor Mechatronik


8 LiteraturP. Stephan; K. Schaber; K. Stephan; F. Mayinger: Thermodynamik, Band 1: Einstoffsysteme, Springer Verlag.Weitere Unterlagen (Folien, Aufgabensammlung, Formelsammlung etc.) sind im Moodle-System der TUDarmstadt abrufbar.

Enthaltene Kurse

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Kurs-Nr. Kursname16-14-5010-vl Technische Thermodynamik I


Kurs-Nr. Kursname16-14-5010-hü Technische Thermodynamik I - Hörsaalübung


Kurs-Nr. Kursname16-14-5010-gü Technische Thermodynamik I - Gruppenübung


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ModulnameElektronik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ho-1010 4 CP 120 h 75 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann

1 LerninhaltHalbleiterbauelemente: Diode, MOSFET, Bipolartransistor. Elektronischer Schaltungsentwurf; Analogschal-tungen:grundlegende Eigenschaften, Verhalten und Beschaltung von Operationsverstärkern, Schaltungssimulati-on mit SPICE, Kleinsignalverstärkung, Einstufige Verstärker, Frequenzgang; Digitale Schaltungen: CMOS-Logikschaltungen

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung 1. Dioden, MOS- und Bipolartransistoren in einfachenSchaltungen analysieren, 2. die Eigenschaften von Eintransistorschaltungen (MOSFET+BJT), wie Kleinsi-gnalverstärkung, Ein- und Ausgangswiderstand berechnen, 3. Operationsverstärker zu invertierenden undnicht-invertierenden Verstärkern beschalten und kennt die idealen und nicht- idealen Eigenschaften, 4. dieFrequenzeigenschaften einfacher Transistorschaltungen berechnen, 5. die unterschiedlichen verwendetenSchaltungstechniken logischer Gatter und deren grundlegende Eigenschaften erklären.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen der Elektrotechnik





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc Wi-ETiT,BSc iST, BEd


8 LiteraturSkriptum zur Vorlesung; Richard Jaeger: Microelectronic Circuit Design

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ho-1011-vl Elektronik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Klaus Hofmann, M.Sc. Oliver Bachmann Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-ho-1011-ue Elektronik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Klaus Hofmann, M.Sc. Oliver Bachmann Übung 1

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ModulnameProgrammierung in der Automatisierungstechnik (C/C++)

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ad-1020 2 CP 60 h 30 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Jürgen Adamy

1 LerninhaltMakefiles, C - Programmierung (Strukturen in C, Pointerarithmetik, Entwicklungsumgebung und Debug-ger), C++ (Objektorientierte Programmierung)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach Besuch der Veranstaltung:1. makefiles erstellen und benutzen,2. die Syntax von Standard-C-Konstrukten verstehen und einsetzen,3. den Einsatz von Pointern erklären und durchführen,4. das Konzept der objektorientierten Programmierung in C++ erklären und einsetzen.






6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc iST, MSc MEC, MSc Wi-ETiT


8 LiteraturAdamy: Skript zur Vorlesung

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ad-1020-vl Programmierung in der Automatisierungstechnik (C/C++)

Dozent Lehrform SWSDr. rer. nat. Tatiana Tatarenko Vorlesung 1

Kurs-Nr. Kursname18-ad-1020-ue Programmierung in der Automatisierungstechnik (C/C++)

Dozent Lehrform SWSDr. rer. nat. Tatiana Tatarenko Übung 1

26

ModulnameStrömungslehre für die Mechatronik, Einführung in die Hydrodynamik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz

1 LerninhaltFluideigenschaften, Hydrostatik, Volumenkräfte, Druckkräfte auf Wände, Bernoulli-Gleichung in ruhendenund rotierenden Systemen, Impulssatz, Strömung an Tragflügeln und Gittern, Strömung viskoser Fluide inSpalten und Rohren, Grenzschichten

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden erlangen Kenntnisse über elementare strömungstechnische Zusammenhänge und zuge-hörige Berechnungsmöglichkeiten. Sie können erkennen, welche 1-dimensionalen Berechnungsgleichun-gen für einfache strömungstechnische Fragestellungen und Anwendungen jeweils eingesetzt werden kön-nen und sind in der Lage, entsprechende Berechnungen durchzuführen. Sie kennen zahlreiche Lösungsbei-spiele, auf die sie zurückgreifen können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahmekeine







8 LiteraturLernmaterial auf www.fst.tu-darmstadt.deEmpfohlene Bücher:E. Becker: Technische Strömungslehre, Teubner Studienbücher

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-10-6400-vl Strömungslehre für die Mechatronik


Kurs-Nr. Kursname16-10-6400-ue Strömungslehre für die Mechatronik


27

ModulnameMesstechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kn-1011 6 CP 180 h 105 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. Mario Kupnik

1 LerninhaltDas Modul beinhaltet die ausführliche theoretische Erörterung und praktische Anwendung der Messketteam Beispiel der elektrischen Größen (Strom, Spannung, Impedanz, Leistung) und ausgewählter nicht-elektrischer Größen (Frequenz und Zeit, Kraft, Druck und Beschleunigung).Thematisch werden in der Vorlesung die Kapitel Messsignale und Messmittel (Oszilloskop, Labormess-technik), statische Messfehler und Störgrößen (insbesondere Temperatur), grundlegende Messchaltun-gen, AD-Wandlungsprinzipien und Filterung, Messverfahren nicht-elektrischer Größen und die Statistikvon Messungen (Verteilungen, statistsiche Tests) behandelt.In der zum Modul gehörigen Übung werden die in der Vorlesung besprochenen Themen anhand von Bei-spielen analysiert und die Anwendung in Messszenarien geübt.Das zum Modul gehörige Praktikum besteht aus fünf Versuchen, die zeitlich eng auf die Vorlesung abge-stimmt sind:

• Messung von Signalen im Zeitbereich mit digitalen Speicheroszilloskopen, Triggerbedingungen• Messung von Signalen in Frequenzbereich mit digitalen Speicheroszilloskopen, Messfehler (Alia-

sing/Unterabtastung, Leackage) und Fenster-Funktionen• Messen mechanischer Größen mit geeigneten Primärsensoren, Sensorelektroni-

ken/Verstärkerschaltungen• rechnergestütztes Messen• Einlesen von Sensorsignalen, deren Verarbeitung und die daraus folgende automatisierte Ansteue-

rung eines Prozesses mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden kennen den Aufbau der Messkette und die spezifischen Eigenschaften der dazugehöri-gen Elemente. Sie kennen die Struktur elektronischer Messgeräte und grundlegende Messschaltungen fürelektrische und ausgewählte nicht-elektrische Größen und können diese anwenden. Sie kennen die Grund-lagen der Erfassung, Bearbeitung, Übertragung und Speicherung von Messdaten und können Fehlerquellenbeschreiben und den Einfluss quantifizieren.Im Praktikum vertiefen die Teilnehmer anhand der Messungen mit dem Oszilloskop das Verständnis derZusammenhänge zwischen Zeit- und Frequenzbereich. Methodisch sind die Studierenden in der Lage, wäh-rend eines laufenden Laborbetriebes Messungen zu dokumentieren und im Anschluss auszuwerten.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen der ETiT I-III, Mathe I-III, Elektronik


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)Bausteinbegleitende Prüfung:

• [18-kn-1011-pr] (Studienleistung, fakultativ, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, Klausur, Gewichtung: 4)Bausteinbegleitende Prüfung:

• [18-kn-1011-pr] (Studienleistung, fakultativ, Gewichtung: 2)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc Wi-ETiT, BSc MEC


28

8 Literatur• Foliensatz zur Vorlesung• Lehrbuch und Übungsbuch Lerch: „Elektrische Messtechnik“, Springer• Übungsunterlagen• Anleitungen zu den Praktikumsversuchen

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1011-vl Messtechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1011-pr Praktikum Messtechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik, M.Sc. Bastian Patrick Latsch, M.Sc. Romol Chadda Praktikum 2

Kurs-Nr. Kursname18-kn-1011-ue Messtechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. Mario Kupnik Übung 1

29

ModulnameLogischer Entwurf

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-hb-1010 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Christian Hochberger

1 LerninhaltBoolesche Algebra, Gatter, Hardware-Beschreibungssprachen, Flipflops, Sequentielle Schaltungen, Zu-standsdiagramme und -tabellen, Technologie-Abbildung, Programmierbare Logikbausteine

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende können nach Besuch der Lehrveranstaltung:

• Boolesche Funktionen umformen und in Gatterschaltungen transformieren• Digitale Schaltungen analysieren und synthetisieren• Digitale Schaltungen in einer Hardware-Beschreibungssprache formulieren• Endliche Automaten aus informellen Beschreibungen gewinnen und durch synchrone Schaltungen

realisieren






6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC, BSc Wi-ETiT


8 LiteraturR.H. Katz: Contemporary Logic Design

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-hb-1010-vl Logischer Entwurf

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger, M.Sc. Alexander Bernhard Schwarz Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-hb-1010-ue Logischer Entwurf

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger, M.Sc. Alexander Bernhard Schwarz Übung 1

30

ModulnameElektrische Maschinen und Antriebe

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-1020 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder

1 LerninhaltAufbau und Wirkungsweise von Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen, Gleichstrommaschinen. Ele-mentare Drehfeldtheorie, Drehstromwicklungen. Stationäres Betriebsverhalten der Maschinen im Motor-/Generatorbetrieb, Anwendung in der Antriebstechnik am starren Netz und bei Umrichterspeisung. Bedeu-tung für die elektrische Energieerzeugung im Netz- und Inselbetrieb.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach aktiver Mitarbeit in der Vorlesung, insbesondere durch Nachfragen bei den Vorlesungsteilen, die Sienicht vollständig verstanden haben, sowie selbständigem Lösen aller Übungsaufgaben vor der jeweiligenÜbungsstunde (also nicht erst bei der Prüfungsvorbereitung) sollten Sie in der Lage sein:

• das stationäre Betriebsverhalten der drei Grundtypen elektrischer Maschinen sowohl im Generator-als auch Motorbetrieb berechnen und erläutern zu können,

• die Anwendung elektrischer Maschinen in der Antriebstechnik zu verstehen und einfache Antriebeselbst zu projektieren,

• die einzelnen Bauteile elektrischer Maschinen in ihrer Funktion zu verstehen und deren Wirkungs-weise erläutern zu können,

• die Umsetzung der Grundbegriffe elektromagnetischer Felder und Kräfte in ihrer Anwendung aufelektrische Maschinen nachvollziehen und selbständig erklären zu können.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathematik I bis III, Elektrotechnik I und II, Physik, Mechanik


• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Standard BWS)


• Modulprüfung (Fachprüfung, fakultativ, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc/MSc Wi-ETiT, BEd


8 LiteraturAusführliches Skript und Aufgabensammlung; Kompletter Satz von PowerPoint-FolienR.Fischer: Elektrische Maschinen, C.Hanser-Verlag, 2004Th.Bödefeld-H.Sequenz: Elektrische Maschinen, Springer-Verlag, 1971H.-O.Seinsch: Grundlagen el. Maschinen u. Antriebe, Teubner-Verlag, 1993G.Müller: Ele.Maschinen: 1: Grundlagen, 2: Betriebsverhalten, VEB, 1970

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1020-vl Elektrische Maschinen und Antriebe

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Vorlesung 2

31

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1020-ue Elektrische Maschinen und Antriebe

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Übung 2

32

ModulnameMechanische Komponenten und Systemverhalten für die Mechatronik


Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht

1 Lerninhaltfehlt noch !!









8 Literatur

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname16-24-6400-vl Mechanische Komponenten und Systemverhalten für die Mechatronik


Kurs-Nr. Kursname16-24-6400-ue Mechanische Komponenten und Systemverhalten für die Mechatronik


33

ModulnameSystemdynamik und Regelungstechnik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-1010 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski

1 LerninhaltBeschreibung und Klassifikation dynamischer Systeme; Linearisierung um einen stationären Zustand; Sta-bilität dynamischer Systeme; Frequenzgang linearer zeitinvarianter Systeme; Lineare zeitinvariante Rege-lungen; Reglerentwurf; Strukturelle Maßnahmen zur Verbesserung des Regelverhaltens

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden werden in der Lage sein, dynamische Systeme aus den unterschiedlichsten Gebietenzu beschreiben und zu klassifizieren. Sie werden die Fähigkeit besitzen, das dynamische Verhalten einesSystems im Zeit- und Frequenzbereich zu analysieren. Sie werden die klassischen Reglerentwurfsverfahrenfür lineare zeitinvariante Systeme kennen und anwenden können.






6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC, MSc Informatik


8 LiteraturSkript Konigorski: „Systemdynamik und Regelungstechnik I“, Aufgabensammlung zur Vorlesung,Lunze: "Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelun-gen",Föllinger: "Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendungen",Unbehauen: "Regelungstechnik I:Klassische Verfahren zur Analyse und Synthese linearer kontinuierlicherRegelsysteme, Fuzzy-Regelsysteme", Föllinger: "Laplace-, Fourier- und z-Transformation",Jörgl: "Repetitorium Regelungstechnik",Merz, Jaschke: "Grundkurs der Regelungstechnik: Einführung in die praktischen und theoretischen Metho-den",Horn, Dourdoumas: "Rechnergestützter Entwurf zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Regelkreise",Schneider: "Regelungstechnik für Maschinenbauer",Weinmann: "Regelungen. Analyse und technischer Entwurf: Band 1: Systemtechnik linearer und lineari-sierter Regelungen auf anwendungsnaher Grundlage"

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-1010-vl Systemdynamik und Regelungstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski, M.Sc. Florian Hermann Weigand Vorlesung 3

34

Kurs-Nr. Kursname18-ko-1010-tt Systemdynamik und Regelungstechnik I - Vorrechenübung

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski, M.Sc. Florian Hermann Weigand Tutorium 1

35

ModulnamePraktikum Regelung mechatronischer Systeme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ko-1040 4 CP 120 h 60 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski

1 Lerninhalt• Regelung eines 2-Tank Systems.• Regelung pneumatischer und hydraulischer Servoantriebe.• Regelung eines 3-Massenschwingers.• Lageregelung eines Magnetschwebekörpers.• Steuerung eines diskreten Transport-Prozesses mit elektropneumatischen Komponenten.• Regelung einer elektrischen Drosselklappe mit einem Mikrocontroller.• Identifikation eines Drei-Massen-Schwingers.• Prozessteuerung mittels Speicherprogrammierbarer Steuerung.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studenten werden nach diesem Praktikum in der Lage sein, die in der Vorlesung „Systemdynamikund Regelungstechnik I“ gelernten Modellierungs- und Entwurfstechniken für unterschiedliche dynamischeSysteme praktisch umzusetzen und an realen Versuchsaufbauten zu erproben.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeSystemdynamik und Regelungstechnik I


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc MEC


8 LiteraturVersuchsunterlagen werden ausgeteilt

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-ko-1020-pr Praktikum Regelungstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Ulrich Konigorski Praktikum 4

36

ModulnamePraktikum Aktoren für mechatronische Systeme

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-1030 4 CP 120 h 75 h 1 SoSe


1 LerninhaltSicherheitsbelehrung; Praktikumsversuche zur elektrischen Energiewandlung und zu mechatronischen Ak-toren:

• Protokollausarbeitung (eine je Gruppe) zu jedem Versuch.• Am Ende des Semesters wird das Wissen der Studenten in einer Klausur überprüft.• Die Benotung der Studierenden setzt sich aus der Bewertung der Mitarbeit bei der Übungsdurchfüh-

rung, der Güte der ausgearbeiteten Protokolle und der Leistung bei der Klausur zusammen.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie praktische Wirkungsweise mechatronischer Aktorik wird erlernt sowie ihre Inbetriebnahme und Be-rechnung geübt.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeEmpfohlen Vorlesung „Elektrische Antriebe (MEC)“ und "Maschinenelemente und Mechatronik 1"


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Dauer: 90 min, Standard BWS)


• Modulprüfung (Studienleistung, Klausur, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc MEC


8 LiteraturSkript mit ausführlichen Übungsanleitungen für die Versuchsnachmittage

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1030-pr Praktikum Aktoren für mechatronische Systeme

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Praktikum 3

Kurs-Nr. Kursname18-bi-2090-tt Praktikumsvorbesprechung (für alle von EW angebotenen Praktika)

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Tutorium 0

37

5 Wahlmodule

5.1 Wahlkatalog ETiT: Elektrotechnik und Informationstechnik

ModulnameEnergietechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-bi-1010 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe


1 LerninhaltEs sollen in Form einer Einführung in die Thematik technische Prozesse zur Nutzung der Energie für diemenschliche Zivilisation im Allgemeinen, und im Speziellen die grundlegenden Aufgaben und Herausfor-derungen der elektrischen Energienutzung den Studierenden nahe gebracht werden. Biochemische Ener-gieprozesse wie z. B. der menschliche Stoffwechsel sind daher nicht Thema der Lehrveranstaltung.Zunächst werden die physikalischen Grundlagen zum Begriff „Energie“ wiederholt, und die unterschied-lichen Energieformen mechanischer, thermischer, elektromagnetischer, chemischer und kernphysikalischerNatur für die technische Nutzung der Energie in Form von Wärme, mechanischer Bewegung und Elektrizi-tät erläutert. Danach wird ein Überblick über die Energieressourcen gegeben, ausgehend von der solarenEinstrahlung und ihre direkten und indirekten Auswirkung wie die solare Wärme und die Luftmassen-, Oberflächengewässer- und Meereswellenbewegung. Weiter werden die auf biochemischem Wege durchSonneneinstrahlung entstehende Energiequelle der Biomasse und die fossilen Energiequellen Erdöl, Erd-gas und Kohle und ihre Reichweite besprochen. Es werden die nuklearen Energiequellen der Kernspaltung(Uranvorkommen) und der Kernfusion (schweres Wasser) und die u. A. auf nuklearen Effekten im Erdin-neren beruhende Erdwärme erläutert, sowie die durch planetare Bewegung verursachten Gezeiteneffekteerwähnt. Anschließend wird auf den wachsenden Energiebedarf der rasch zunehmenden Weltbevölkerungeingegangen, und die geographische Verteilung der Energiequellen (Lagerstätten, Anbauflächen, solareEinstrahlung, Windkarten, Gezeitenströme, . . . ) besprochen. Die sich daraus ergebenden Energieströmeüber Transportwege wie Pipelines, Schiffsverkehr, . . . , werden kurz dargestellt. In einem weiteren Ab-schnitt werden Energiewandlungsprozesse behandelt, wobei direkte und indirekte Verfahren angespro-chen werden. Nach der Rangfolge ihrer technischen Bedeutung stehen großtechnische Prozesse wie z. B.die thermischen Kreisprozesse oder hydraulische Prozesse in Kraftwerken im Vordergrund, doch wird auchein Überblick über randständige Prozesse wie z. B. thermionische Konverter gegeben. Danach erfolgt ei-ne Spezialisierung auf die Thematik der elektrischen Energieversorgung mit Hinblick auf den steigendenAnteil der elektrischen Energieanwendung. Es wird die Kette vom elektrischen Erzeuger zum Verbrau-cher mit einem Überblick auf die erforderlichen Betriebsmittel gegeben, der sich einstellende elektrischeLastfluss und dessen Stabilität angesprochen. Die Speicherung der Energie und im speziellen der elektri-schen Energie durch Umwandlung in andere Energieformen wird thematisiert. Abschließend sollen Fragenzum zeitgemäßen Umgang mit den energetischen Ressourcen im Sinne einer nachhaltigen Energienutzungangeschnitten werden.


38

Die Studierenden kennen die physikalisch basierten energetischen Grundbegriffe und haben einen Über-blick über die Energieressourcen unseres Planeten Erde.Sie verstehen die grundsätzlichen Energiewandlungsprozesse zur technischen Nutzung der Energie in Formvon Wärme sowie mechanischer und elektrischer Arbeit.Sie haben Grundlagenkenntnisse zur elektrischen Energietechnik in der Wirkungskette vom elektrischenEnergieerzeuger zum Verbraucher erworben und sind in der Lage, sich zu aktuelle Fragen der Energienut-zung und ihrer zukünftigen Entwicklung eine eigene Meinung zu bilden.Sie sind in der Lage, grundlegende Berechnungen zu Energieinhalten, zur Energiewandlung, zu Wirkungs-graden und Effizienzen, zur Speicherung und zu Wandlungs- und Transportverlusten durchzuführen.Siesind darauf vorbereitet, sich in weiterführenden Vorlesungen zu energietechnischen Komponenten undSystemen, zur Energiewirtschaft und zu künftigen Formen der Energieversorgung vertiefendes Wissen an-zueignen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagenkenntnisse aus Physik (Mechanik, Wärmelehre, Elektrotechnik, Aufbau der Materie) und Che-mie (Bindungsenergie) sind erwünscht und erleichtern das Verständnis der energetischen Prozesse.





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc WI-ETiT, BSc MEC, BSc iST, BSc CE, MSc ESE


8 LiteraturVorlesungsunterlagen (Foliensätze, Umdrucke)Übungsunterlagen (Beispielangaben, Musterlösungen)Ergänzende und vertiefende Literatur:Grothe/Feldhusen: Dubbel-Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer, Berlin, 2007, 22. Aufl.; beson-ders: Kapitel „Energietechnik und Wirtschaft“; Sterner/Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien,Integration, Springer-Vieweg, Berlin, 2011; Rummich: Energiespeicher, expert-verlag, Renningen, 2015,2. Aufl.; Strauß: Kraftwerkstechnik zur Nutzung fossiler, nuklearer und regenerativer Energiequellen,Springer, Berlin, 2006, 5. Aufl.; Hau: Windkraftanlagen –Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit,Springer-Vieweg, Berlin, 2014, 5. Aufl.; Heuck/Dettmann/Schulz: Elektrische Energieversorgung, Springer-Vieweg, Berlin, 2014, 9. Aufl.;Quaschning: Regenerative Energiesystem, Hanser, München, 2001, 7. Aufl.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1010-vl Energietechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-bi-1010-ue Energietechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr. techn. Dr.h.c. Andreas Binder Übung 1

5.1 Wahlkatalog ETiT: Elektrotechnik und Informationstechnik 39

ModulnameGrundlagen der Elektrodynamik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-dg-1010 5 CP 150 h 90 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Herbert De Gersem

1 LerninhaltVektoranalysis, orthogonale Koordinatensysteme, Maxwell’sche Gleichungen, Rand- und Stetigkeitsbe-dingungen, geschichtete Medien, Elektrostatik, skalares Potential, Coulomb-Integral, Separationsansätze,Spiegelungsmethode, Magnetostatik, Vektorpotential, Gesetz von Biot-Savart, stationäres Strömungsfeld,Felder in Materie, Energieströmung, Stromverdrängung, ebene Wellen, Polarisation, TEM-Wellen, Reflexi-on und Mehrschichten-Probleme, Mehrleitersysteme (Kapazitäts-, Induktivitäts- und Leitwertmatrix), Ge-schwindigkeitsdefinitionen, Grundlagen Rechteckhohlleiter.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden beherrschen die Maxwell’schen Gleichungen in Integral- und Differentialform für sta-tische und dynamische Feldprobleme. Sie haben ein Vorstellungsvermögen über Wellenausbreitungsphä-nomene im Freiraum. Sie können Wellenphänomene in den verschiedenen Bereichen der Elektrotechnikerkennen und deuten. Sie können die Welleneffekte aus den Maxwell’schen Gleichungen ableiten und sindmit den erforderlichen mathematischen Hilfsmitteln vertraut.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeGrundlagen Vektoranalysis, Differential- und Integralrechnung, Grundlagen Differentialgleichungen.





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc Wi-ETiT

7 Notenverbesserung nach §25 (2)Notenverbesserung um bis zu 0,4 durch Bonus, der über E-Learning-Online-Tests erworben wird.

8 LiteraturEigenes Skriptum. Weitere Literaturhinweise werden in der Vorlesung gegeben.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-dg-1010-vl Grundlagen der Elektrodynamik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Herbert De Gersem Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-dg-1010-ue Grundlagen der Elektrodynamik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Herbert De Gersem Übung 2


ModulnameGrundlagen der Signalverarbeitung

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-zo-1030 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Abdelhak Zoubir

1 LerninhaltDie Lernveranstaltung behandelt folgende Themen:

• Die Grundbegriffe der Stochastik• Das Abtasttheorem• Zeitdiskrete Rauschprozesse und deren Eigenschaften• Beschreibung von Rauschprozessen im Frequenzbereich• Linear zeitinvariante Systeme: FIR und IIR Filter• Filterung von Rauschprozessen: AR, MA und ARMA Modelle• Der Matched Filter• Der Wiener-Filter• Eigenschaften von Schätzern• Die Methode der kleinsten Quadrate

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Vorlesung vermittelt grundlegende Konzepte der Signalverarbeitung und veranschaulicht diese an pra-xisbezogenen Beispielen. Sie dient als Einführungsveranstaltung für verschiedene Vorlesungen der digitalenSignalverarbeitung, adaptiven Filterung, Kommunikationstechnik und Regelungstechnik.



• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Dauer: 120 min, Standard BWS)In der Regel erfolgt die Prüfung durch eine Klausur (Dauer: 120 Min.). Falls sich in Semestern, in welchendie Vorlesung nicht stattfindet, bis zu einschließlich 10 Studierende anmelden erfolgt die Prüfung mündlich(Dauer: 30 Min.). Die Art der Prüfung wird innerhalb einer Arbeitswoche nach Ende der Prüfungsanmel-dephase bekannt gegeben.


• Modulprüfung (Fachprüfung, Mündliche/Schriftliche Prüfung, Gewichtung: 100 %)

6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc MEC


8 Literatur


Ein Vorlesungsskript bzw. Folien können heruntergeladen werden:• http://www.spg.tu-darmstadt.de• Moodle Platform

Vertiefende Literatur:• A. Papoulis: Probability, Random Variables and Stochastic Processes. McGraw-Hill, Inc., third edition,

1991.• P. Z. Peebles, Jr.: Probability, Random Variables and Random Signal Principles. McGraw-Hill, Inc.,

fourth edition, 2001.• E. Hänsler: Statistische Signale; Grundlagen und Anwendungen. Springer Verlag, 3. Auflage, 2001.• J. F. Böhme: Stochastische Signale. Teubner Studienbücher, 1998.• A. Oppenheim, W. Schafer: Discrete-time Signal Processing. Prentice Hall Upper Saddle River,1999.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-zo-1030-vl Grundlagen der Signalverarbeitung

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Abdelhak Zoubir Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-zo-1030-ue Grundlagen der Signalverarbeitung

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Abdelhak Zoubir Übung 1


http://www.spg.tu-darmstadt.de

ModulnameKommunikationstechnik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-kl-1020 6 CP 180 h 120 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Anja Klein

1 LerninhaltSignale und Übertragungssysteme, Basisbandübertragung, Detektion von Basisbandsignalen im Rauschen,Bandpass-Signale und -Systeme, Lineare digitale Modulationsverfahren, digitale Modulations- und Detek-tionsverfahren, Mehrträgerübertragung, OFDM, Bandspreizende Verfahren, CDMA, Vielfachzugriff

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseDie Studierenden können nach Besuch der Lehrveranstaltung:

• Signale und Übertragungssysteme klassifizieren,• Grundlegende Komponenten einfacher Übertragungssysteme verstehen, modellieren, analysieren

und nach verschiedenen Kriterien optimal entwerfen.• Übertragungssysteme über ideale, mit weißem Gauß’schen Rauschen behaftete Kanäle verstehen,

bewerten und vergleichen,• Basisband-Übertragungssysteme modellieren und analysieren,• Bandpass-Signale und Bandpass- Übertragungsysteme im äquivalenten Basisband beschreiben und

analysieren,• lineare digitale Modulationsverfahren verstehen, modellieren, bewerten, vergleichen und anwenden,• Empfängerstrukturen für verschiedene Modulationsverfahren entwerfen• Linear modulierte Daten nach der Übertragung über ideale, mit weißem Gaußschen Rauschen be-

haftete Kanäle optimal detektieren,• OFDM verstehen und modellieren,• CDMA verstehen und modellieren,• Grundlegende Eigenschaften von Vielfachzgriffsverfahren verstehen und vergleichen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeElektrotechnik und Informationstechnik I und II, Deterministische Signale und Systeme, Mathematik I bisIV





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc Wi-ETiT, BSc CE, MSc iST, BSc MEC


8 LiteraturGemäß Hinweisen in der Lehrveranstaltung

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-kl-1020-vl Kommunikationstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Anja Klein Vorlesung 3


Kurs-Nr. Kursname18-kl-1020-ue Kommunikationstechnik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Anja Klein, Dr. rer. nat. Sabrina Klos, M.Sc. Kilian Kiekenap Übung 1


ModulnameLeistungselektronik I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-gt-1010 5 CP 150 h 90 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog

1 LerninhaltDie Leistungselektronik formt die vom Netz bereitgestellte Energie in die vom jeweiligen Verbraucher benö-tigte Form um. Diese Energieumwandlung basiert auf “Schalten mit elektronischen Mitteln”, ist verschleiß-frei, schnell regelbar und hat einen sehr hohen Wirkungsgrad. In “Leistungselektronik I” werden die fürdie wichtigsten Energieumformungen benötigten Schaltungen vereinfachend (mit idealen Schaltern) be-handelt.Hauptkapitel bilden dieI.) Fremdgeführten Stromrichter einschließlich ihrer Steuerung insbesondere zum Verständnis leistungs-elektronische Schaltungen.II.) selbstgeführte Stromrichter (Ein- Zwei- und Vier-Quadranten-Steller, U-Umrichter)

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseNach aktiver Mitarbeit in der Vorlesung, sowie selbständigem Lösen aller Übungsaufgaben sollen die Stu-dierenden in der Lage sein:

• Das idealisierte Verhalten von Leistungshalbleitern zu verstehen• die Strom- und Spannungsverläufe netzgeführter Stromrichter unter verschiedenen Idealisierungs-

bedingungen bei zu berechnen und zu skizzieren sowie das Kommutierungsverhalten netzgeführterStromrichter sowohl in Mittelpunkts- als auch in Brückenschaltungen berechnen und darstellen.

• für selbstgeführte Stromrichter die Grundschaltungen der Ein-, Zwei- und Vier-Quadrantensteller(incl Strom- und Spannungsverläufe) anzugeben.

• die Arbeitsweise sowohl beim zweiphasigen als auch beim dreiphasigen spannungseinprägendenWechselrichter zu berechnen und darzustellen.

• Die Arbeitsweise und Konzepte on HGÜ-Anlagen zu verstehen

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeMathe I und II, ETiT I und II, Energietechnik





6 Verwendbarkeit des ModulsMSc ETiT, MSc MEC, Wi-ETiT


8 LiteraturSkript und Übungsanleitung zum Download in MoodleProbst U.: „Leistungselektronik für Bachelors: Grundlagen und praktische Anwendungen“, Carl HanserVerlag GmbH & Co. KG, 2011Jäger, R.: „Leistungselektronik: Grundlagen und Anwendungen“, VDE-Verlag; Auflage 2011Heumann, K.: Grundlagen der Leistungselektronik; Teubner; Stuttgart; 1985Lappe, R.: Leistungselektronik; Springer-Verlag; 1988Mohan, Undeland, Robbins: Power Electronics: Converters, Applications and Design; John Wiley Verlag;New York; 2003


Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-gt-1010-vl Leistungselektronik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog, M.Sc. Milad Khani Vorlesung 2

Kurs-Nr. Kursname18-gt-1010-ue Leistungselektronik I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Gerd Griepentrog, M.Sc. Milad Khani Übung 2


ModulnameNachrichtentechnik

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-jk-1010 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Rolf Jakoby

1 LerninhaltZiel der Vorlesung: Vermittlung der wesentlichen Grundlagen der Nachrichtentechnik (Physical Layer). ImVordergrund steht die Signalübertragung von der Quelle zur Senke, mögliche Übertragungsverfahren unddie Störungen der Signale bei der Übertragung. Die Nachrichtentechnik bildet die Basis für weiterführen-de, vertiefende Lehrveranstaltungen wie z.B. der Kommunikationstechnik I und II, NachrichtentechnischePraktika, Übertragungstechnik, Hochfrequenztechnik, Optische Nachrichtentechnik, Mobilkommunikationund Terrestrial and satellite-based radio systems for TV and multimedia.Block 1: Nach einer Einführung in die Informations- und Kommunikationstechnik (Kap. 1), in der u.a. aufSignale als Träger der Information, Klassifizierung elektrischer Signale und Elemente der Informations-übertragung eingegangen wird, liegt der erste Schwerpunkt der Vorlesung auf der Pegelrechnung (Kap. 2).Dabei werden sowohl leitungsgebundene als auch drahtlose Übertragung mit Grundlagen der Antennenab-strahlung behandelt. Die erlernten Grundlagen werden abschließend für unterschiedliche Anwendungen,z.B. für ein TV-Satellitenempfangssystem betrachtet.Block 2: Kap. 3 beinhaltet Signalverzerrungen und Störungen, insbesondere thermisches Rauschen. Hier-bei werden rauschende Zweitore und ihre Kettenschaltung, verlustbehaftete Netzwerke, die Antennen-Rauschtemperatur sowie die Auswirkungen auf analoge und digitale Signale behandelt.. Dieser Blockschließt mit einer grundlegenden informationstheoretischen Betrachtung und mit der Kanalkapazität einesgestörten Kanals ab. Im nachfolgenden Kap. 4 werden einige grundlegende Verfahren zur störungsarmenSignalübertragung vorgestellt.Block 3: Kap. 5 beinhaltet eine Einführung in die analoge Modulation eines Pulsträgers (Pulsamplituden-Pulsdauer- und Pulswinkelmodulation), bei der die ideale, aber auch die reale Signalabtastung im Vor-dergrund steht. Sie wird in Kap. 6 auf die digitale Modulation im Basisband anhand der Pulscodemo-dulation (PCM) erweitert. Schwerpunkt ist die Quantisierung und die Analog-Digital-Umsetzung. Nebender erforderlichen Bandbreite erfolgt die Bestimmung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit und der Fehlerwahr-scheinlichkeit des PCM-Codewortes. Daran schließt sich PCM-Zeitmultiplex mit zentraler und getrennterCodierung an.Block 4: Kap. 7 behandelt die Grundlagen der Multiplex- und RF-Modulationsverfahren und der hierzu er-forderlichen Techniken wie Frequenzumsetzung, -vervielfachung und Mischung. Abschließend werden un-terschiedliche Empfängerprinzipien, die Spiegelfrequenzproblematik beim Überlagerungsempfänger undexemplarisch amplitudenmodulierte Signale erläutert. Die digitale Modulation eines harmonischen Trägers(Kap. 8) bildet die Basis zum Verständnis einer intersymbolinterferenzfreien bandbegrenzten Übertragung,signalangepassten Filterung und der binären Umtastung eines sinusförmigen Trägers in Amplitude (ASK),Phase (PSK) oder Frequenz (FSK). Daraus wird die höherstufige Phasenumtastung (M-PSK, M-QAM) abge-leitet. Ein kurzer Ausblick auf die Funktionsweise der Kanalcodierung und des Interleavings komplettiertdie Vorlesung (Kap. 9). Zur Demonstration und Verstärkung der Vorlesungsinhalte werden einige kleineVersuche vorgeführt.

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudenten verstehen die wesentlichen Grundlagen der Nachrichtentechnik (Physical Layer): die Signal-übertragung von der Quelle zur Senke, mögliche Übertragungsverfahren, Störungen der Signale bei derÜbertragung, Techniken zu deren Unterdrückung oder Reduktion.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeDeterministische Signale und Systeme






6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, Wi-ETiT


8 LiteraturVollständiges Skript und Literatur: Pehl, E.: Digitale und analoge Nachrichtenübertragung, Hüthig, 1998;Meyer, Martin: Kommunikationstechnik, Vieweg, 1999; Stanski, B.: Kommunikationstechnik; Kammeyer,K.D.: Nachrichtenübertragung. B.G. Teubner 1996; Mäusl, R.: Digitale Modulationsverfahren. Hüthig Ver-lag 1995; Haykin, S.: Communication Systems. John Wiley 1994; Proakis, J., Salehi M.: CommunicationSystems Engineering. Prentice Hall 1994; Ziemer, R., Peterson, R.: Digital Communication. Prentice Hall2001; Cheng, D.: Field and Wave Electromagnetics, Addision-Wesley 1992.

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-jk-1010-vl Nachrichtentechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Rolf Jakoby Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-jk-1010-ue Nachrichtentechnik

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Rolf Jakoby Übung 1


ModulnameRechnersysteme I

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-hb-1020 6 CP 180 h 120 h 1 SoSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Christian Hochberger

1 LerninhaltBefehlssatzklassen von Prozessoren, Speicher-organisation und Laufzeitverhalten, Prozessorverhalten und-Struktur, Pipelining, Parallelismus auf Befehlsebene, Multiskalare Prozessoren, VLIW-Prozessoren, Gleit-kommadarstellung, Speichersysteme, Cacheorganisation, virtuelle Adressierung, Benchmarking und Leis-tungsbewertung, Systemstrukturen und Bussysteme, Peripheriegeräte

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseStudierende haben nach Besuch dieser Vorlesung ein Verständnis des Aufbaus und der Organisationsprin-zipien moderner Prozessoren, Speicher- und Bussysteme erlangt. Sie wissen, wie Konstrukte von Program-miersprachen wie z.B. Unterprogrammsprünge durch Maschinenbefehle implementiert werden. Sie kennenLeistungsmaße für Rechner und können Rechnersysteme analysieren und bewerten. Sie können die Abläufebei der Befehlsverarbeitung in modernen Prozessoren nachvollziehen. Sie können den Einfluss der Spei-cherhierarchie auf die Verarbeitungszeit von Programmen abschätzen. Sie kennen die Funktionsweise vonProzessor- und Feldbussen und können hierfür wesentliche Parameter berechnen.

3 Empfohlene Voraussetzung für die TeilnahmeBesuch der Vorlesung „Logischer Entwurf“ bzw. Grundkenntnisse in Digitaltechnik





6 Verwendbarkeit des ModulsBSc ETiT, BSc Wi-ETiT


8 LiteraturHennessy/Patterson: Computer architecture - a quantitative approach

Enthaltene Kurse

Kurs-Nr. Kursname18-hb-1020-vl Rechnersysteme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger Vorlesung 3

Kurs-Nr. Kursname18-hb-1020-ue Rechnersysteme I

Dozent Lehrform SWSProf. Dr.-Ing. Christian Hochberger Übung 1


ModulnameElektronik-Praktikum

Modul-Nr. Kreditpunkte Arbeitsaufwand Selbststudium Moduldauer Angebotsturnus18-ho-1030 3 CP 90 h 60 h 1 WiSe

Sprache Modulverantwortliche PersonDeutsch Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann

1 LerninhaltPraktische Versuche in den Bereichen:

• Digitalschaltungen: FPGA-Programmierung;• Analogschaltungen: Grundlegende Blöcke, Verstärker, Operationsverstärker, Filter und Demodulato-

ren

2 Qualifikationsziele / LernergebnisseEin Student kann nach absolviertem Praktikum 1. Messungen im Zeit-und Frequenzbereich mit Hilfe ei-nes Oszilloskops an Operationsverstärk

B.Sc. Mechatronik (PO 2014)...2020/09/22 · 1Grundlagen der Elektrotechnik und Informationstechnik...

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