Bachelor | Christopher Knievel

Grundlagen Elektrotechnik 1 (EIB/EIW)

Wed, 01 Sep 2021 00:00:00 +0000

Grundlagen der Elektrotechnik (EIB/EIW)

Lern- / Qualifikationsziele

Die Studierenden

können lineare passive elektrische Netzwerke berechnen und analysieren,
lernen die Grundlagen elektrischer Modellbildungen kennen,
erwerben Grundkenntnisse über elektrische und magnetische Felder.

Mehr Informationen sowie Vorlesungsfolien gibt es im .

Vorlesung

#	Name	Zusammenfassung
1	Grundlagen	Einführung der Grundbegriffe, Energie und Leistung im Gleichstromkreis, Potenzial und Spannung
2	Passive Zweipole	Strom-Spannungs Kennline, Lineare resistive Zweipole, Temperaturverhalten, Nichtlineare Widerstände
3	Aktive Zweipole	Aktive Zweipole, Ideale Quellen, Lineare Quellen, Technische Quellen
4	Zweipol-Netze	Knotensatz, Maschensatz
5	Ersatzzweipole	Parallel- und Reihenschaltung, Gemischte Schaltungen, Spannungsteiler, Stromteiler
6	Messung von Strom, Spannung und Widerständen	Strom- und Spannungsmessung, Widerstandsmessung
7	Gleichstromkreis mit nichtlinearen Widerständen	Nichtlinearer resistiver Grundstromkreis, Arbeitspunktbestimmung, Kennlinienapproximation
8	Elektrische Energie und Leistung	Elektrische Energie und Leistung, Wirkungsgrad, Leistungsanpassung
9	Netzumformungen	Stern-Dreieck-Transformation
10	Zweigstromanalyse	Überlagerungssatz, Zweipoltheorie, Umlaufanalyse, Knotenanalyse
11	Elektrisches Feld	Elektrisches Strömungsfeld, elektrostatisches Feld, Kondensatoren
12	Magnetisches Feld	Magnetische Felder, Kräfte auf stromdurchflossene Leiter, Zeitlich veränderliches magnetisches Feld, Spule

Grundlagen Elektrotechnik 2 (EIB/EIW)

Wed, 01 Sep 2021 00:00:00 +0000

Grundlagen der Elektrotechnik (EIB/EIW)

Lern- / Qualifikationsziele

Die Studierenden

können die Grundlagen der Wechselstromtechnik und dazu gehörige Vorgehensweisen in der Elektrotechnik anwenden,
können Aufgabenstellungen der Wechselstromtechnik analysieren und dafür Lösungen entwickeln.

Mehr Informationen sowie Vorlesungsfolien gibt es im .

Vorlesung

#	Name	Zusammenfassung
1	Grundlagen komplexer Zahlen	Aritmetische Operationen komplexer Zahlen in Polar-, Exponentional- und kartesische Form; Umrechnung in verschiedene Darstellungsformen
2	Charakteristische Werte periodischer Zeitfunktionen	Arithmetischer Mittelwert, Gleichrichtwert, Effektivwert, Scheitelfaktor, Formfaktor; Einfache Filterschaltungen, Tiefpass, Hochpass
3	Sinusförmige Zeitfunktionen	Darstellung komplexer Zeiger, Effektivwertzeiger, Amplitudenzeiger; Transformation Zeitbereich in den Bildbereich
4	Komplexe Widerstände / Darstellung frequenzabhängiger Werte	Untersuchung des Strom- und Spannungsverhaltens komplexer Widerstände, Kondensatoren und Spulen; Bode- und Nyquist-Diagramme
5	Reale Bauelemente	Modellierung nicht-idealer (parasitärer) Eigenschaften von Widerständen, Kondensatoren und Spulen, Einführung der Begriffe Verlustfaktor und Güte
6	RC, RL Filter	Eigenschaften von Tief-, Hoch, Bandpass, Bandsperre, kaskadierte Filter, Versuch mit Tastkopf
7	RLC Schaltungen / Serien- Parallelschwingkreis	Resonzfrequenz von Serien- und Parallelschwingkreisen, Bestimmung Resonanzbreite in Abhängigkeit der Güte
8	Leistungsberechnung bei Wechselstrom	Augenblicksleistung, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung und komplexe Leistung, Leistungsfaktor
9	Dreiphasensysteme	Dreispulen Generator, Vorstellung versch. Dreiphasensysteme (TN-S, TN-C, TT, IT), Bedeutung Strangspannung und Außenleiterspannung, Symmetrische und unsymmetrische Belastung im Vierleitersystem

Übung

#	Name	Zusammenfassung
1	Übung 1	Mittelwerte und Kenngrößen, Mittelwerte und Kenngrößen bei Kosinus-Spannung
2	Übung 2	Kosinus-Spannung, Überlagerung von Spannungen
3	Übung 3	Strom und Spannung an einer Induktivität, Induktivität an Wechselspannung
4	Übung 4	Ortskurven
5	Übung 5	Verlustbehaftete Spule, Übung komplexe Rechnung
6	Übung 6	RC-Hochpass, Tastkopf
7	Übung 7	Parallelschwingkreis, Übung komplexe Rechnung
8	Übung 8	Leistung, Übung komplexe Rechnung
9	Übung 9	Drehstromverbraucher

Digitaltechnik

Mon, 30 Aug 2021 00:00:00 +0000

Lern- / Qualifikationsziele

Die Studierenden haben Kenntnisse in den Bereichen

Informationstheoretische Grundlagen der Zahlendarstellung (z.B. Stellenwertsysteme)
Boole’sche Algebra (Operatorensysteme, Normalformen, Minimierung)
Grundlagen der Speicherelemente (z.B. Latch, Flip-Flop)
Struktur (komplexer) digitaler Einheiten (z.B. Datenfluss)
Theorie sequenzieller Schaltwerke

Mehr Informationen sowie Vorlesungsfolien gibt es im .

Vorlesung

#	Name	Zusammenfassung
1	Zahlensysteme	Zahlensysteme, Zahlenkonvertierung, Zahlendarstellung, Fest- und Gleitkommazahlen
2	Boolesche Algebra	Schaltfunktionen, Boolesche Algebra, Schaltalgebra, Boolesche Funktionen
3	Normalformen	Schaltalgebra, NAND-/NOR-Konversion, Würfelkalkül
4	Minimalformen	Disjunktive und konjunktive Minimalform, Prim- und Kernprimimplikanten, Minimierung durch algebraische Methoden, KV-Diagramme und Quine-Mc-Cluskey, Espresso-Algorithmus
5	Schaltwerke	Asynchrone und synchrone Flipflops (RS, JK, D, T), Schaltwerkbausteine, Register, Schieberegister, Empfindlichkeitsintervall, Einflanken- und zweiflankengesteuerte Flipflop
6	Entwurf Schaltwerke	Mealy- und Moore-Automaten, Automatengraph und -tafel, Serienaddierer, Entwurf eines asynchronen und synchronen Dual-Vorwärtszählers
7	Realisierung Schaltfunktionen	Gatterschaltnetze, Demultiplexer, PLA, integrierte Schaltkreise, FPGA
8	Laufzeiteffekte	Hasard, Hasardfehler, Erkennen und Beheben von Strukturhasards
9	Verilog	Einführung in Verilog, Vergleich zu VHDL, Beispiel Multiplexer, Voll- und Halbaddierer

Übung

#	Name	Zusammenfassung
1	Übung 1	Stellenwertsysteme, Umwandlung in verschiedene Zahlensysteme, 1er- und 2er Komplement
2	Übung 2	Boolesche Funktionen, vollständige Operatorensysteme, Erstellung Funktionstabellen
3	Übung 3	Boolesche Algebra, Huntingtonsche Axiome, Umwandlung disjunktive und konjunktive Normalform
4	Übung 4	Realisierung einer Schaltfunktion durch Multiplexer in verschiedenen Varianten
5	Übung 5	Minimierung mit KV-Diagrammen, Codewandler
6	Übung 6	Erstellung Automatengraph und Automatentafel für eine Warnanlage
7	Übung 7	Entwurf eines Folgenerkenners mit einem synchronen Mealy-Automaten und Implementierung mit JK-Flipflops, Entwurf asynchroner Dual-Vorwärtszähler
8	Übung 8	Entwurf asynchroner Dual-Zähler, Synchroner Zähler mit Graycode, Schieberegister mit D-Flipflops
9	Übung 9	Beispiel eines D-Flipflops mit Verilog-Code

Autonomes Fahren

Mon, 21 Jun 2021 00:00:00 +0000

Die Vorlesung Autonomes Fahren orientiert sich unter anderem an der vereinfachten Sense-Plan-Act Architektur. Die Studierenden erhalten dabei einen Überblick über die wichtigsten Bestandteile eines autonomen Systems.

Vereinfachte Sense-Plan-Act Architektur

Lern- / Qualifikationsziele

Die Studierenden

können die zentralen Elemente eines autonomes Systems angeben sowie die Hauptaufgaben eines jeden Elementes erläutern.
können Beispiele für Algorithmen aus der Situationsinterpretation und der Pfadplanung nennen.
können Methoden aus der Pfadplanung implementieren.
können sich mit Bezug auf die behandelten Methoden qualifiziert zu deren Anwendung im autonomen Fahren äußern.

Vorlesung

#	Name	Zusammenfassung
1	Grundlagen I	Fortbewegungsmodelle, Vorwärtskinematik, Rückwärtskinematik, Ackermann Lenkung, Bewegungsmodelle
2	Grundlagen II	Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie, Erwartungswert und Varianz, Satz von Bayes, zeitdiskretes Kalman-Filter
3	Sensoren	Klassifikation von Sensoren, Abstandsmessungen, Übersicht über eine Auswahl der wichtigsten Sensoren, Einführung in Multi-Object Tracking, Assoziation von Daten
4	Lokalisierung	Übersicht über Architekturen, Kartendarstellungen, Odometrie, Lokalisierung mit Landmarken, Probabilistische Lokalisierung
5	Globale Pfadplanung	Bug Algorithmus, Konfigurationsraum, Diskretisierung Konfigurationsraum, Graphenbasierte Pfadplanung, Dijkstra’s Algorithmus, Probabilistische Pfadplanung
6	Situationsinterpretation	Physik-basierte Modelle, Manöver-basierte Modelle, Interaktions-basierte Modelle
7	Kollisionsdetektion	Analytische und Simulative Kollisionsberechnung; GJK-Algorithmus
8	Lokale Pfadplanung	Anytime Algorithmen, Interpolations-basierte Pfadglättung
9	Kooperative Manöverplanung	Einführung in die Spieltheorie, kooperative Spieltheorie
10	Trajektorienregelung	Pure Pursuit Regelung

Übung

Die Übung baut auf der auf. Übungstermine für das Labor werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

#	Name	Short Content
1	Kinematic	Umsetzung der kinematischen Gleichungen um Odometriedaten aus der Drehbewegung des differentiellen Antriebes zu genieren
2	Lokalisierung	Verwenden einer kamera-basierten Landmarkendetektion um auf Basis einer Triangulation die eigene Position zu bestimmten
3	Globale Pfadplanung	Implementierung des Bug-Algorithmus und Evaluierung in verschiedenen Umgebungen
4	Globale Pfadplanung II	Implementierung des RRT-Alorithmus