Automatisierungstechnik

Prof.Dr.techn. K. Janschek
Pflichtfach der Studiengänge Elektrotechnik, Informationstechnik, Mechatronik, 4. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Wahlpflichtfach in der Nebenfachausbildung Automatisierungstechnik für Wirtschaftsingenieure, 6. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Automatisierung technischer Prozesse. Der Inhalt des Lehrfaches wird von folgenden Wissensgebieten geprägt:
Einführung (Inhalte, funktionale Gliederung, Ingenieuraufgaben, Demonstrationsbeispiel); Grundlegende Beschreibungsmittel (Differentialgleichungen, lineare/nichtlineare Übertragungsglieder, Signalflussplan, Laplacetransformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode Diagramm); Offene und geschlossene Wirkungsketten (Verhalten linearer Übertragungsglieder, Führungs-/Störverhalten, BIBO-Stabilität, Hurwitzkriterium, Nyquist-Kriterium, stationäres Verhalten); Reglerentwurf im Frequenzbereich (Kenndaten Zeitbereich/ Frequenzbereich, Frequenzkennlinienverfahren); Digitale Regelkreise (Struktur, Abtastung, Beschreibungsformen, dynamisches Verhalten, Stabilität, Reglerrealisierungen); Industrielle Standardregler (PID-Regler (kontinuierlich/ diskret), Einstellregeln, Bauformen); Diskrete Steuerungen (Prozessmodelle, Steuerungsentwurf, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Fachsprachen IEC1131); Moderne Verfahren der Automatisierungstechnik (Fuzzy Logic, Künstliche Neuronale Netze); Automatisierungsstrukturen und -technologien (Strukturen, Bussysteme, Prozesskommunikation, Echtzeitverarbeitung).

Automatisierungstechnik Praktikum

apl.Doz. Dr.-Ing. S. Hauser
Wahlpflichtfach in der Nebenfachausbildung für Wirtschaftsingenieure 5. bzw. 7. Semester (V/Ü/P: 0/0/1)
Vertiefung der Kenntnisse zu ausgewählten Komplexen aus der Veranstaltung Automatisierungstechnik. Kennenlernen moderner geräte- und programmtechnischer Werkzeuge der Automatisierungstechnik. Laborversuche: Einstellregeln für einschleifige Regelkreise; Technischer Regelkreis (Durchflussregelung); Türsteuerung mit SPS.

Automatisierungsmittel und Prozessmesstechnik, Teil: Informationsverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Wahlpflichtfach außerhalb der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 1/0/0 in SS02)
Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse zu elektronischen Automatisierungsmitteln, die auf der Basis analoger und digitaler Signalübertragung und Signalverarbeitung basieren. Schwerpunkte sind: Grundbausteine zur elektronischen Informationsverarbeitung (analoge, digitale, hybride), Automati-sierungsmittel zur Informationsverarbei-tung, rechnergestützte Automatisierungs-mittel zur Einsatzvorberei-tung und Inbetriebnahme.

Bussysteme in der Automatisierungstechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 2/0/0 in WS01/02)
Die Vorlesung dient der Erweiterung und Vertiefung der Kenntnisse über Bussysteme, insbesondere zu Bussystemen im feldnahen Bereich. Vertiefendes Kennenlernen von praktischen Anwendungen sowie von Bestrebungen zur Vereinheitlichung von Hardware- und Softwareschnittstellen.

CAE-Mittel für den regelungstechnischen Entwurf

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 2/0/0 in SS02)
Die Vorlesung vermittelt vertiefende Kenntnissen über CAE-Systeme zur experimentellen Systemanalyse, zum regelungstechnischen Entwurf im Zusammenhang mit prozessleittechnischen Aufgaben. Vorlesungsschwerpunkte sind: CAE-Systeme im Überblick, System- und Signalmodelle und zugehörige rechentechnische Repräsentationen, Modelltransformationen, Simulation von Regelkreisgliedern und Regelkreisen, Simulation zufälliger Signale und Wertefolgen, rechnergestützte Signal- und Systemanalyse, rechnergestützter Regelkreisentwurf, Erprobung von Automatisierungslösungen unter Echtzeitbedingungen.

Computertechnik

Computertechnik I

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Pflichtfach im Grundstudium des Studienganges Elektrotechnik (V/Ü/P: 2/0/1 in WS 01/02)
Vermittlung von erweiterten Kenntnissen zur Funktion von Computern, insbesondere auch zur Kopplung mit technischen Prozessen. Vermittlung von Kenntnissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit einer Assemblersprache, der höheren Programmiersprache C sowie zum systematischen Aufbau größerer Programme. Die Vorlesung vermittelt anwendungsbetont an Hand zahlreicher Beispiele die zu erläuternden Prinzipien. Alle Beispielprogramme stehen als "Download" zur Verfügung.

Computertechnik II

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Pflichtfach im Grundstudium des Studienganges Elektrotechnik (V/Ü/P: 1/0/1 in SS 02)
Die Vorlesung dient zum Erwerb von Kenntnissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit der objektorientierten Programmiersprache C++ sowie zur Vertiefung von Kenntnissen im Zusammenhang mit der Problemanalyse und dem systematischen Entwurf von Software. Die Vorlesung vermittelt anwendungsbetont an Hand zahlreicher Beispiele die zu erläuternden Prinzipien. Alle in der Vorlesung demonstrierten Programmbeispiele orientieren sich an mathematischen Grundlagen, die bereits im Studium behandelt wurden. Alle Beispielprogramme stehen den Studenten als "Download" zur Verfügung.

Einführung in die Automatisierungstechnik

apl.Prof.Dr.-Ing.habil. H. Bischoff, Dr.-Ing. D. Hofmann
Wahlpflichtfach für Studenten der Fakultät Erziehungswissenschaften/Berufliche Fachrichtungen; (V/Ü/P: 2/0/0)
Die Vorlesung vermittelt grundlegende Kenntnisse für die Automatisierung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Prozesse. In diesem Rahmen werden sowohl die notwendigen systemtheoretischen, als auch automatisierungstechnischen Fachgrundlagen vermittelt. Dabei stützt sich das Vorlesungsprogramm an der Kleinversuchsanlagentechnik ab und bietet damit für die Regelungstheorie (kontinuierlicher Prozessabschnitt - Verfahrenstechnik) sowie die Steuerungstheorie (ereignisdiskreter Prozessabschnitt - Abfülleinrichtung) effiziente Anschauung und Demonstration.

Einführung in die Programmierung mit Visual C++

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger, Dipl.-Ing. T. Voigt
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 2/0/0 SS02)
Die Vorlesung dient dem Erwerb von Kenntnissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit modernen Software-Entwicklungswerkzeugen, der Vertiefung von Kenntnissen zu objektorientierten Entwurfs- und Programmiertechniken sowie zum Erwerb von Kenntnissen zum systematischen Entwurf umfangreicherer Programme einschließlich zugehöriger Bedienoberflächen. Der Vorlesungsinhalt wird zu großen Teilen an einem durchgängigen Beispiel aus der Systemtheorie widergespiegelt. Der Hörer der Vorlesung ist angehalten, dieses Beispiel in seinen verschiedenen Entwicklungsetappen am Rechner nachzuvollziehen und selbständig zu erweitern und zu verbessern.

Entwurf zeitdiskreter Prozess-Steuerungen

Entwurf zeitdiskreter Prozess-Steuerungen I

apl.Prof. Dr.-Ing. habil. H. Bischoff
Wahlfplichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/0/0)
Vermittlung von Fachkenntnissen zum rechnergestützten Entwurf zeitdiskret arbeitender Regelungen. Befähigung der Studenten zur Bearbeitung von Regelungsaufgaben mit nichtkonventionellen Mitteln. Der Inhalt des Lehrfaches wird von folgenden Wissensgebieten geprägt: Aufgabenstellung/Voraussetzungen zum Entwurf zeitdiskret arbeitender Regler (Literatur, AT-Strukturen mit SPS, Regelkreismodell, Betriebsweisen, Entwurfsvoraussetzungen), Strukturen zeitdiskreter Regelalgorithmen (Lage- und Geschwindigkeitsregler, Realisierungen, Diskretisierung zeitkontinuierlicher Regelalgorithmen, TUSTIN-Transformation, (industrieller) Reglerbaustein)), Parameter-Bemessung quasi-zeitkontinuierlich arbeitender Regler, Ergänzende Reglerfunktionen/-komponenten, Parameteroptimierung von PID-Reglern mittels MATLAB, Entwurf allgemeiner linearer Abtastregler durch Polvorgabe (Synthesegleichung, analytisch/numerische Lösung, Polvorgabevarianten, Zusammenhang zum Zustandsregler, Berücksichtigung von Stellwertbeschränkungen, CAE-Mittel (MATLAB-basiert)), Komplexes industrielles Anwendungsbeispiel, Zeitdiskrete Modelle zufälliger Signale, Entwurf von Minimal-Varianz-Reglern (Regelkreismodell, Gütekriterien, Gewinnung des Störsignalmodells, Strukturoptimierung, Simulationsbeispiele).

Entwurf zeitdiskreter Prozess-Steuerungen II

apl.Prof. Dr.-Ing. habil. H. Bischoff
Wahlfplichtfach der Studienrichtung ART, 8. Semester (V/Ü/P: 2/0/0)
Vermittlung von Fachkenntnissen zum algorithmischen Entwurf zeitdiskret arbeitender Regelungen im Zustandsraum. Befähigung der Studenten zur Bearbeitung anspruchsvoller, nichtkonventioneller Regelungsaufgaben. In der Vorlesung werden folgende Kenntnisse vermittelt: Entwurfsaufgabe, Lösungsstrategien; Zustandsmodell des digitalen Regelkreises; Entwurf vollständiger Zustandsrückführungen  (Strukturoptimierung, Parameteroptimierung, Riccati-Regler, Polvorgabe-Regler); Entwurf statischer Ausgangsrückführungen (Approximationsverfahren, Riccati-ähnliche Regler);  Entwurf dynamischer Ausgangsrückführungen (Zustandsbeobachter, Kalman-Filter, Zustandsregelkreis mit Beobachter bzw. Filter, Parameteroptimierung); zur numerischen Lösung von Parameteroptimierungsproblemen.

Ereignisdiskrete Systeme

Prof. Dr.techn. K. Janschek
Pflichtfach des Studienganges Mechatronik, Pflichtfach der Master-Studienrichtung Mechatronics (VÜ/P: 2/1/0)
Diese Lehrveranstaltung wird im WS 01/02 gemeinsam mit der LV Steuerung diskreter Prozesse I abgehalten.

Internet - Anwendungen in der Automatisierungstechnik

Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. A. Braune
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung ausgewählter Grundlagen zu Internettechnologien und ihrer Anwendungseigenschaften in der Automatisierungstechnik. Zum Inhalt des Lehrfaches gehören: Einführung, historische Entwicklung des Internets, Anforderungen der Automatisierung an die Nutzung von Internettechnologien, Vermittlung grundlegender Kenntnisse zu Internettechnologien und Herausarbeiten von Konsequenzen ihrer Anwendung in der Automatisierung ( z.B. TCP/IP, Internetdienste), Behandlung ausgewählter Beispiele für die Internetnutzung (z.B. WWW, OPC, Ethernet mit TCP/IP als Feldbus), Vorstellung ausgewählter industrieller Produkte und Anwendungen, hoher Anteil eigenständiger Experimente und Tests an ausgewählten industriellen Geräten und Lösungen.Folgende Übungsthemen werden behandelt Entwicklung statischer und dynamischer HTML-Seiten, Inbetriebnahme eines OPC-Servers, Entwicklung einfacher Java-Programme, Entwicklung von Java-Applets, Inbetriebnahme eines embedded Web-Servers in einer SPS .

Mechatronische Systeme

Prof.Dr.techn. K. Janschek, apl.Prof.Dr.-Ing.habil. H. Bischoff
Wahlpflichtfach des Studienganges Elektrotechnik, 8. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Verrmittlung grundlegender Kenntnisse zur ganzheitlichen Betrachtung mechatronischer Systeme. Schwerpunkte: Aufbau mechatronischer Systeme an ausgewählten Beispielen,Wirkungsweise (Aktionen, Interaktionen) mechatronischer Komponenten, Charakteristik der relevanten physikalisch/technischen Eigenschaften der mechatronischen Hauptkomponenten: Mechanik (Dynamik, Kinematik, starre/flexible Körper), Elektronik (Elektrodynamik), Informatik (Informationsflüsse, algorithmische Funktionen); Modellbildung: Funktionsmodell, Verhaltensmodell (dynamisch, statisch), Implementierungsmodelle (spezifische Beispiele zu jeder Hauptgruppe M/E/I), Systemmodelle (Zuverlässigkeit, Fehler, etc.); Ausgewählte Beispiele, CAE Ansätze für den Entwurf, Test und Verifikation (Hardware-in-the-loop), Strategische Anforderungen an Hersteller mechatronischer Systeme. Auf der Basis ausgewählter technischer Anwendungsbeispiele wird das systematische und methodische Vorgehen zu Modellierung, Analyse und Entwurf erläutert und in Rechenübungen trainiert.

Modellbildung technischer Systeme

apl.Prof.Dr.-Ing.habil. H. Bischoff
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 6. Semester (V/Ü/P: 1/1/0)
Vermittlung von Kenntnissen zur Modellbildung technischer Regelstrecken auf der Grundlage von Bilanzgleichungen mit Beispielen aus der Verfahrenstechnik, Energietechnik, Robotertechnik sowie Satellitentechnik.Grundlagen der Modellbildung durch theoretische Systemanalyse; Grundmodelle für Systeme mit konzentrierten bzw. verteilten Parametern; Verknüpfungsbeziehungen/Anfangs- und Randbedingungen; Zustandsgleichungsmodelle für Stoffwandlungsprozesse; Modelle für Wärmeübertragungs-Prozesse;Strategien zur Modellvereinfachung; Grundmodelle der technischen Mechanik (Newton-Euler-Algorithmus); Modell des starren Körpers/Robotermodell/Satellitenmodell. 
Übungen: Druckregelstrecke, Batch-Reaktor, Wasserversorgungs-System, Industrieofen, Wärmeübertrager, Thermostat, Dampferzeuger, Einspritzkühler, Roboter, Satellit.

Praktikum Automatisierungsmittel

apl.Doz. Dr.-Ing. S. Hauser
Pflichtfach Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 0/0/1)
Für ausgewählte Aufgaben aus den Feldern Prozessmesstechnik und Stelltechnik werden im Praktikum ergänzend zu den Vorlesungen verschiedene Problemlösungen mit deren geräte- und programmtechnischen Komponenten vorgestellt. Auf experimentellem Weg werden wesentliche statische und dynamische Kennwerte der Komponenten bestimmt und es werden Anwendungsaspekte untersucht.
Laborversuche: Temperaturmessung; Durchflussmessung und pneumatische Stelleinrichtung, Näherungssensoren, Elektrischer Stellantrieb

Produktionsintegrierter Umweltschutz - Automatisierungsprobleme

apl. Doz. Dr.-Ing. S. Hauser
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 6. bzw. 8. Semester (V/Ü/P: 2/0/0)
Vermittlung von Grundkenntnissen zur Umweltschutztechnik in der Produktion und zur Gestaltung von Prozessen mit geschlossenen Stoffkreisläufen an Beispielen aus der Oberflächenbehandlung. Vermittlung von Kenntnissen über mess- und automatisierungstechnische Aufgaben und Lösungsansätze beim produktionsintegrierten Umweltschutz. Die Vorlesungen beinhalten: eine Einführung; Umweltschutz-Techniken;  Prozesse der Oberflächenbehandlung (konventionelle Prozesse, schadstoffarme und abwasserfreie Prozess-Stufen); Schließung von Stoffkreisläufen (verfahrens-, mess- und automatisierungstechnische Aspekte); Bilanzierung, Modellierung und Simulation (Unterstützung beim Anlagenentwurf und Betrieb); Erfassung von Prozessgrößen ( Messung über Ersatzgrößen, Messdatenverarbeitung, modellbasierte Ansätze); Prozessautomatisierung  (Automatisierungsaufgaben, Struktur von Automatisierungslösungen; Automatisierung von Regeneratoren und Konzentratoren); Ausführungsbeispiele ( Prozess-Stufe zur Oberflächenbehandlung, Versuchsanlage zur Demonstration derartiger Lösungen).

Projekt - Automatisierung Fertigungstechnik

Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. H.-J. Albrecht
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 8. Semester (V/Ü/P: 0/0/2)
In Teamarbeit ist für einen vorgegebenen Fertigungsprozess ein Automatisierungsprojekt zu erarbeiten. Es ist mit vorhandener Hard- und Software zu realisieren und in Betrieb zu nehmen. Der Inhalt des Lehrfaches gliedert sich in folgende Themengebiete:Analyse und Modellierung von Fertigungsprozessen ; Systementwurf zum Lösen von Steuerungsaufgaben; Entwurf von Steuerungsalgorithmen für den An- und Abfahrbetrieb, Nominal-, Test- und Notbetrieb; Implementieren von Algorithmen für unterschiedliche Automatisierungsebenen (Einzelkomponenten, Subsysteme, Systeme); Inbetriebnahme der Steuerungen und Verifizieren der Steuerfunktionen; Analyse der Betriebseigenschaften; Dokumentation des Projektes. Die Projekte umfassen folgende Prozesse:Optimale Transportsteuerung eines Zweimaschinensystems; Bewegungssteuerung eines Hochregallagers;Transportsteuerung eines Förderbandsystems (Zwangs-, Such- oder Ziellauf) ;Qualitätsregelung an einer Maschine; Auftragssteuerung eines Fertigungsabschnittes; Fertigungssteuerung nach Montageablauf.

Projekt - Automatisierung Verfahrenstechnik

Prof. Dr.techn. K. Janschek; Dr.-Ing. D. Hofmann
Wahlfpflichtfach der Studienrichtung ART, 8. Semester (V/Ü/P: 0/0/2)
Das Ziel des Lehrfaches besteht im Entwickeln und Trainieren von praxisrelevanten Fähigkeiten für die Projektierung, den Entwurf (Regelungen/Steuerungen) und die Inbetriebnahme komplexer Automatisierungsstrukturen an Beispielen kontinuierlicher Prozesse.Folgende Teilgebiete sind Inhalt der Praktika: Prozessstrukturierung und Projektierung von Automatisierungsstrukturen (Entwicklung von R& I-Fließbildern, EMSR-Stellenplänen sowie Auswahl und Dimensionierung von Automatisierungsmitteln); Realisierung eines Projektes auf der Basis des Systems PCS-Simantic (S7-400/Slot, STEP7, WinCC); theoretische und experimentelle Prozessanalyse für die Reglerstrukturierung und -parametrierung sowie Dekomposition und Entwurf binärer Steuerungen; Inbetriebnahme und Erprobung der realisierten Automatisierungsstrukturen an den verfahrenstechnischen Prozessabschnitten Füllstand, Durchfluss und Temperatur.

Projektierung von Automatisierungssystemen

Prof.Dr. techn. K. Janschek; Dr.-Ing. D. Hofmann
Wahlplichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Die Lehrveranstaltung vermittelt grundlegende Kenntnisse über Konzepte und Methoden der Projektierung von (komplexen) Automatisierungssystemen einschließlich der MES- und ERP-Ebene. Dabei wird das besondere Augenmerk auf die systematische und methodische Behandlung des umfangreichen Ausbildungsinhaltes gelegt. Als wesentliche Inhaltskomponenten werden im einzelnen Probleme des technischen Entwicklungsprozesses, die Diskussion der einzelnen Entwicklungsphasen (Anforderungsanalyse, Entwurf, Test und Verifikation sowie Inbetriebnahme), Kostenmodelle und ausgewählte Managementaspekte am Beispiel von Automatisierungsanlagen für verfahrenstechnische und ereignisdiskrete Prozesse behandelt. Durchgeführt wird jeweils eine Exkursion in eine hochautomatisierte Industrieanlage (Gasturbinen - Heizkraftwerk der DREWEAG) im Raum Dresden. Übung: Auf der Basis ausgewählter Fallbeispiele werden grundlegende Projektierungsfertigkeiten entwickelt und trainiert, wobei die ermittelten Ergebnisse, insbesondere zur Inbetriebnahme, am Beispiel des Experimentierfeldes -Prozessautomatisierung -, durch eigenes Experimentieren bestätigt werden.

Prozessrechentechnik und Prozessleittechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Pflichtfach der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 4/0/1 in WS 01/02, SS 02, WS 02/03)
Die Vorlesung vermittelt Grundwissen über Struktur, Aufbau, Wirkungsweise, Projek-tierung und Inbetrieb-nahme pro-zessleittechni-scher Einrichtungen. Schwerpunkte sind Methoden und Mittel zur Echtzeitverarbeitung, Hardware- und Softwaremittel zur Kopplung mit Prozesssignalen sowie zur Kopplung von Rechnern und Automatisierungsgeräten, Aufbau und Wirkungsweise von Prozessleitsystemen, Grundlagen der Mensch-Maschine-(Prozess-)Kommunikation, Projektierung von Prozessleitsystemen, Bewertungskriterien Methoden zur Prozessführung mit Prozessleitsystemen sowie Methoden zur Prozessüberwachung und Prozesssicherung. Praktikum (Versuche): Konfigurierung und Inbetriebnahme eines Prozessleitsystems / Konfigurierung und Inbetriebnahme eines Bussystems / Steuerung von Batch-Prozessen.

Prozessinformationsverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Pflichtfach im internationalen Masterstudium Mechatronik (V/Ü/P: 2/0/0 WS01/02)
Die Vorlesung dient zum Erwerb von Kenntnissen über Grundlagen, Wirkprinzipien von Einheiten zur prozessnahen Signalübertragung und Signalverarbeitung. Ziel ist die Befähigung zur Beurteilung von Leistungseigenschaften und typischen Anwendungsgebieten. Kennenlernen nationaler und internationaler Standardisierungen.

Satellitenlageregelung

Prof. Dr.techn. K. Janschek; (V/Ü/P: 1/1/0)
Wahlpflichtfach für Studenten der Fak. Maschinenwesen (Studienrichtung Luft- und Raumfahrttechnik) sowie der Fak. Elektrotechnik u.a. Interessenten
Das Ziel des Lehrfaches besteht in der Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Lageregelung von Satelliten. Vorlesungen beinhalten folgende Themen: Einführung (Anforderungen, typ.Problemstellungen); Lagekinematik (Koordinatensysteme, Eulersche Winkel, Quaternionen); Lagemessung (Vektormessung, State Propagation, Filterung); Lagesensoren (optisch, inertial, magnetisch); Lageregelungskonzepte (Gravitationsstabilisierung, magnetische Regelung (Magnetspulen), Drallstabilisierung (Drallräder), Düsenregelung); Flexible Strukturen; Bahn- und Lagemessung mit GPS; Bordarchitekturen. Typische Problemstellungen zur Lagemessung und Lageregelung werden in den Übungen an praktischen Beispielen erläutert, zum Teil unterstützt durch Rechnersimulationen (Matlab/Simulink&trade).

Businessplan-Seminar zur Technologieorientierten Existenzgründung

Elektrotechnik/Informationstechnik, Automobil-/Verkehrstechnik, Mathematik/Naturwissenschaften/Chemie, Maschinenwesen
Prof. Dr.techn. K. Janschek; Prof. Dr. Michael Schefczyk (Fakultät Wirtschaftswissenschaften); Prof. Dr. H.-Chr. Reuss (Fakultät Verkehrswissenschaften); Prof. Dr. H.-J. Adler (Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften); Prof. Dr. D. Fichtner (Fakultät Maschinenwesen)
Wahlpflichtfach (V/Ü/P: 0/0/2)
Das Seminar erstreckt sich über die Dauer des Semesters und verfolgt fünf Ziele: Erwerb des für eine Unternehmensgründung notwendigen Basiswissens, insbesondere fokussiert auf die Bestandteile einer Unternehmenskonzeption (Modul A); (Training der) Erarbeitung eines Businessplans für ein konkretes Innovationsprojekt in interdisziplinären Teams (Modul B); Training interdisziplinärer Teamarbeit im Rahmen von Projektgruppen; Training der Präsentation und der Verteidigung der Projektergebnisse vor einem repräsentativ zusammengesetzten Gutachtergremium, dem außer den beiden Universitätsprofessoren auch externe Vertreter (z. B. Kapitalgeber, Unternehmer) angehören; ggf. Weiterführung der Projektarbeiten über die Seminardauer hinaus urch wissenschaftliche Arbeiten an der TU Dresden oder durch unmittelbare Gründungsaktivitäten.

Seminar Automatisierungstechnik - Optische Rechner

Prof. Dr.techn. K. Janschek
Wahlpflichtfach für alle Studien-/Vertiefungsrichtungen ET/IST (V/Ü/P: 0/0/2)
Die Informationsgewinnung mit abbildenden Sensoren (2D-Signalen) im Rahmen von Automatisierungsaufgaben bietet sich überall dort an, wo Prozesseigenschaften in Form von räumlichen oder flächenartigen Texturen repräsentiert werden. Den Vorteilen von berührungslosen Messverfahren und des hohen Informationsgehaltes stehen allerdings die bekannten Nachteile der Verarbeitung von sehr großen Datenmengen gegenüber. Moderne opto-elektronische Technologien erlauben es, spezielle Rechenoperationen unter Nutzung optisch physikalischer Phänomene bedeutend schneller durchzuführen als herkömmliche Digitalrechner. In diesem Seminar sollen die grundlegenden Prinzipien opto-elektronischer Rechner und deren Anwendung für Automatisierungsprobleme erarbeitet werden. Zur Veranschaulichung können die am Lehrstuhl vorhandenen Simulationswerkzeuge (Matlab, Image Processing Toolbox) und eigen entwickelten optischen Rechner genutzt werden

Simulation mechatronischer Systeme

Prof. Dr.techn. K. Janschek
Pflichtfach der Master-Studienrichtung Mechatronics (V/Ü/P: 2/0/0)
Diese Lehrveranstaltung (Vorlesung) wird im WS 01/02 gemeinsam mit der LV Simulationstechnik (Vorlesungsteil) abgehalten.
Beachten Sie bitte die speziellen Vorlesungstermine.
Die Master-Mechatronics Studenten haben die Möglichkeit, die im Rahmen der LV Simulationstechnik angebotenen Praktikumsübungen zu absolvieren und bei erfolgreichem Abschluss diese als Teilleistungen für das Laborpraktikum Simulation einzubringen (3 von 5 Aufgaben; das Laborpraktikum Simulation wird plangemäß im SS 2002 angeboten).

Simulationstechnik

Prof.Dr.techn. K. Janschek
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/0/1)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur rechnergestützten Simulation von dynamischen Systemen.
Vorlesungen: Aufgaben und Inhalte von technischen Simulationsanwendungen; Digitale Simulationstechniken: numerische Integration (Verfahren, Fehler, Stabilität, Schrittweitensteuerung),steife Systeme, Unstetigkeiten, modulare Simulation, lineare Systeme (z.B. hohe Ordnung), kontinuierliche/zeitdiskrete/hybride Systeme, zufällige Prozesse; Digitale Simulationskonzepte (gleichungsorientiert, blockorientiert, symbolisch); kommerzielle Softwarepakete (z.B. MATLAB/SIMULINK, MATRIXx/Systembuild, Maple); grundlegende Techniken der Analogrechentechnik; angewandte Simulation: Echtzeitanwendungen, Hardware-in-the-Loop, Rapid Prototyping. Übungen: Auf der Basis ausgewählter technischer Anwendungsbeispiele wird die Anwendung der grundlegenden Simulationstechniken und die Handhabung kommerzieller Simulationspakete am Rechner trainiert (MATLAB/SIMULINK).

Spacecraft Attitude and Orbit Control

Ausgewählte Kapitel Automatisierungstechnik/Lageregelungssysteme für Raumfahrzeuge

Prof. Dr.techn. K. Janschek
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester, (V/Ü/P: 2/1/0)
Scope: Baseline knowledge on the principles and system concepts for attitude and orbit control of spacecraft with the main focus on earth satellites.
Lectures: Introduction( missions, spacecraft types, requirements, typical control problems); Orbit Dynamics ( Keplerian orbits, orbit types, perturbations, orbit maintenance) Attitude Kinematics (coordinate frames, attitude representations: direction cosine matrix, Euler angles, quaternions) ;Attitude Dynamics (Euler equations, environmental disturbance torques); Attitude Determination (vector measurements, state propagation, filtering); Attitude Sensors (optical, inertial, magnetic); Attitude Control Concepts (including discussion of basic actuation hardware): Spin Stabilization,Gravity Gradient Stabilization, Magnetic Control (magnetic torquers), Bias Momentum Control (momentum/reaction wheels) , Thruster Control; Flexible Structures; Onboard AOCS Architectures.

SPS und Kompaktregler

Prof. Dr.-Ing. habil. P. Rieger
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Automatisierungs- und Regelungstechnik (V/Ü/P: 2/0/0 in WS 01/02)
Die Vorlesung vertieft das Wissen über Aufbau, Wirkungsweise und Einsatz prozessnaher Kom-ponenten in Form von SPS, Industrie-PC's sowie Kompaktreglern. Schwerpunkte sind: Hardware- und Software-Grundlagen, Aufbau und Wirkungsweise moderner prozessnaher Komponenten, Beschreibung von Leistungseigenschaften, Standardisierte Programmierung nach IEC 1131, Funktionsbausteine und zugehörige Bibliotheken, Standardisierte Kommunikation, Programmier- / Inbetriebnahmestrategien und zugehörige Mittel, Simulationsmittel, Industriebeispiele.

Stelltechnik

apl.Doz. Dr.-Ing. S. Hauser
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 6. Semester (V/Ü/P: 2/0/0)
Wahlpflichtfach in der Nebenfachausbildung Automatisierungstechnik für Wirtschaftsingenieure, 6. bzw. 8. Semester
Vermittlung von Kenntnissen zu den Wirkungsprinzipien, den zur Realisierung eingesetzten Komponenten, dem Betriebsverhalten , den Auswahlkriterien und Dimensionierungsgrundsätzen pneumatischer, hydraulischer und elektrischer Stelleinrichtungen. Der Inhalt des Lehrfaches wird von folgenden Wissensgebieten geprägt: Übersicht zu Stelleinrichtungen (Anforderungen, Auswahlkriterien); Pneumatische und hydraulische Stelleinrichtungen (Grundelemente und Baugruppen, Stellantriebe); Elektrische Stelleinrichtungen (Struktur, Komponenten und Auslegung von Stellantrieben auf der Basis von Gleichstrom-, Drehstrom- und Schrittmotoren); Intelligente Stelleinrichtungen.

Steuerung diskreter Prozesse

Steuerung diskreter Prozesse I

Prof. Dr.techn. Janschek, Dr.-Ing. H.-J. Albrecht
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 5. Semester (V/Ü/P: 2/0/1)
Einführung in die Grundbegriffe und Zielstellungen des Fachgebietes; allgemeine Grundlagen binärer Steuerungssysteme; Steuerungssysteme als kombinatorische Automaten; Steuerungssysteme als sequentielle Automaten. Praktikum: 2 Versuche zum Steuerungsentwurf mit Logikbausteinen und PLD's.

Steuerung diskreter Prozesse II

Prof. Dr.-techn. K. Janschek, Dr.-Ing. H.-J. Albrecht
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 6. Semester (V/Ü/P: 2/0/1)
Wahlpflichtfach der Studienrichtung Elektroenergietechnik, 8. Semester
Planung, Projektierung und Programmierung diskreter Steuerungssysteme auf der Basis speicherprogrammierbarer Steuerungen;
spezielle industrielle Steuerungssysteme (Maschinen- und Robotersteuerungen ); Verlässlichkeit industrieller Steuerungssysteme. Praktikum: 3 Versuche zur Programmierung von SPS.

Steuerung von Fertigungssystemen

Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. H.-J. Albrecht
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/0/0)
In Teamarbeit ist für einen vorgegebenen Fertigungsprozess ein Automatisierungsprojekt zu erarbeiten. Es ist mit vorhandener Hard-und Software zu realisieren und in Betrieb zu nehmen. Inhalt des Lehrfaches: Analyse und Modellierung von Fertigungsprozessen; Systementwurf zum Lösen von Steuerungsaufgaben; Entwurf von Steuerungsalgorithmen für den An- und Abfahrbetrieb, Nominal-, Test- und Notbetrieb; Implementieren von Algorithmen für unterschiedliche Automatisierungsebenen (Einzelkomponenten, Subsysteme, Systeme); Inbetriebnahme der Steuerungen und Verifizieren der Steuerfunktionen; Analyse der Betriebseigenschaften; Dokumentation des Projektes. Die Projekte umfassen folgende Prozesse: OptimaleTransportsteuerung eines Zweimaschinensystems; Bewegungssteuerung eines Hochregallagers; Transportsteuerung eines Förderbandsystems (Zwangs-, Such- oder Ziellauf); Qualitätsregelung an einer Maschine; Auftragssteuerung eines Fertigungsabschnittes; Fertigungssteuerung nach Montageablauf.

Systementwurf

Prof. Dr.techn. K. Janschek, Dr.-Ing. A. Braune
Pflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zum systematischen Entwurf von komplexen Automatisierungssystemen und zur Bewertung von Entwurfsoptionen, Methoden und Verfahren der Systemtechnik (Systems Engineering). Inhalt des Lehrfaches (Vorlesungen): Besonderheiten des Systementwurfs für Automatisierungssysteme, Methoden zur Beschreibung unterschiedlicher Sichten auf ein Automatisierungssystem (funktional, objektorientiert, echtzeitorientiert,...), Anforderungsdefinition (Nutzeranforderung-Lastenheft, Systemanforderung), Entwurf, Metriken zur Systembewertung,Vorgehensmodelle. Die Übung befasst sich mit dem Lösen von Entwurfsaufgaben an praktischen Anwendungsfällen der Verfahrenstechnik und Mechatronik in Projektgruppen.

Umweltüberwachung

apl.Doz. Dr.-Ing. S. Hauser, HSL anderer Institute
Pflichtfach des Aufbaustudiums Umwelttechnik, 3. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Einführung; Sensoren zur Erfassung umweltrelevanter Messgrößen; Übertragung von Umweltdaten; Methoden der Datenanalyse, Modellbildung und Simulation für die Umweltüberwachung; Ausführungsbeispiele zur Umweltüberwachung.

Wissensbasierte Steuerungen

apl. Prof.Dr.-Ing. habil. Bischoff
Wahlpflichtfach der Studienrichtung ART, 7. Semester (V/Ü/P: 2/1/0)
Folgende Themengebiete werden behandelt: Überblick zu Künstlichen Neuronalen Netzen (Literatur, Charakterisierung, einführendes Beispiel, Realisierungen); Statische Netze; Anwendungskonzepte; Einführung in die Neural Network Toolbox von MATLAB; Dynamische Netze (Übersicht, Netze auf Basis von Rekursionsgleichungen, ELMAN-Netz); Lernstrategien (Lernen, Optimieren, Adaptieren, überwachtes/unüberwachtes Lernen, Lernprobleme); überwachtes Lernen mittels AError-Backpropagation (Herleitung der Lernregel, Verfahrens-Varianten, Wertung der Leistungsfähigkeit, Übung); Lernmethoden zweiter Ordnung (Optimierungsproblem, BFGS-/LEVENBERG-MARQUARDT-Verfahren); Anwendungsbeispiel "Beizprozess-Modell" (Übung); Netze mit radialbasierten Tranferfunktionen, Parameterschätzung zeitdiskreter linearer Systeme als Lernvorgang; unüberwachtes Lernen mittels selbstorganisierender Netze nach KOHONEN (Struktur, Parameter und Arbeitsweise des KOHONEN-Netzes, Lernalgorithmus, Anwendungen, Übung); Neuro-Fuzzy-Methoden zur Fehlerdiagnose in technischen Systemen (Struktur und Komponenten eines Fehlerdiagnosesystems, FCM-Algorithmus zur Clusteranalyse, Übung); Anwendung evolutionärer/genetischer Algorithmen auf Optimierungsprobleme (Evolutionsstrategie, GA-tmw-Algorithmus, Anwendungen, Übung).