Master Studiengang

Elektrotechnik und Informationstechnik PO 13 Modulhandbuch

Schwerpunkt Energiesystemtechnik

Fakult¨ at f¨ ur Elektrotechnik und Informationstechnik

Erl¨ auterung zum Wahlpflichtbereich des Studiengangs

Bei dem Wahlpflichtbereich handelt es sich jeweils um einen Modulkorb“, ” der sich aus verschiedenen Modulen zusammensetzt. Die w¨ahlbaren Module sind im Wahlpflichtkatalog zusammengestellt. Die Studierenden k¨onnen mit ihrer konkreten Auswahl eigene Schwerpunkte setzen. Die Leistungspunkte (LP) jedes einzelnen Moduls werden den Studierenden nach der bestandenen Modulpr¨ ufung gutgeschrieben. Jedes einzelne Modul kann dabei innerhalb eines Semesters abschlossen werden. Der Wahlpflichtbereich, also der Modulkorb, ist abgeschlossen, wenn die Studierenden Module aus dem zugeh¨origen Wahlpflichtkatalog im angegebenen Umfang abgeschlossen haben.

Die nachfolgende Grafik verdeutlicht diese Zusammenh¨ange:

Inhaltsverzeichnis 1 Module 1.1 Master-Praktikum EST . . 1.2 Master-Seminar EST . . . 1.3 Master-Startup ETIT . . . 1.4 Masterarbeit ETIT . . . . 1.5 Nichttechnische Wahlf¨acher 1.6 Pflichtfach 1 EST . . . . . 1.7 Pflichtfach 2 EST . . . . . 1.8 Pflichtfach 3 EST . . . . . 1.9 Pflichtfach 4 EST . . . . . 1.10 Pflichtfach 5 EST . . . . . 1.11 Pflichtfach 6 EST . . . . . 1.12 Wahlf¨acher . . . . . . . . . 1.13 Wahlpflichtf¨acher EST . .

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2 Veranstaltungen 2.1 141062: Analoge Schaltungstechnik . . . . . . . . . . . . . 2.2 141080: Berechnung von Netzen der elektrischen Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 141042: Digitale Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . 2.4 141081: Dynamische Vorg¨ange in elektrischen Verbundsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 141407: Einf¨ uhrung in die Elektromobilit¨at . . . . . . . . . 2.6 141401: Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik . . . . . . 2.7 141083: Elektrische Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 141085: Elektrische Bahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 141064: Elektromagnetische Vertr¨aglichkeit . . . . . . . . . 2.10 141405: Energiespeichersysteme . . . . . . . . . . . . . . . 2.11 137020: Energieumwandlungssysteme . . . . . . . . . . . . 2.12 141082: Energiewirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13 138490: Fahrzeugdynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.14 141106: freie Veranstaltungswahl . . . . . . . . . . . . . . . 2.15 141088: Geregelte leistungselektronische Stellglieder . . . . 2.16 135270: Grundlagen des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs . . 2.17 141084: Induktionsmaschinenregelung . . . . . . . . . . . . 2.18 141089: Intelligente Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.19 141408: Ladeeinrichtungen der Elektromobilit¨at . . . . . . 1

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3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

17 . 18 . 20 . 22 . . . . . . . . . . . . . . . .

24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 45 47 49 51 53

INHALTSVERZEICHNIS 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30

2

142081: Master-Praktikum Leistungselektronik und Energiesystemtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143081: Master-Seminar Energiesystemtechnik . . . . . . . 143000: Master-Seminar Moderne Verfahren der Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143001: Master-Seminar Prozessautomatisierung . . . . . . 140003: Master-Startup ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . 144101: Masterarbeit ETIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141400: Mechatronische Antriebssysteme . . . . . . . . . . 148231: Mobile mechatronische Antriebssysteme . . . . . . 141105: Nichttechnische Veranstaltungen . . . . . . . . . . 141403: Regenerative elektrische Energietechnik . . . . . . 141007: Systemdynamik und Reglerentwurf . . . . . . . . .

. 55 . 57 . . . . . . . . .

59 61 63 65 66 68 70 72 74

Kapitel 1 Module

3

KAPITEL 1. MODULE

1.1

Master-Praktikum EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149462 prak MS EST-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Mindestens 90 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) ≥3

Ziele: Die Studierenden sind bef¨ahigt, in einem kleinen Team Aufgaben aus dem Bereich des Studienschwerpunkts zu l¨osen und die Ergebnisse in ingenieurwissenschaftlicher Weise zu dokumentieren. Sie k¨onnen gezielt Methoden der strukturierten Analyse anwenden und deren Wirkung analysieren. Inhalt: Das Modul besteht aus einem Praktikum oder einem Projekt. In einem Praktikum werden fortgeschrittene Themen des Studienschwerpunkts in einzelnen praktischen Versuchen behandelt. In einem Projekt werden komplexe Themen eigenst¨andig im Verlauf eines Semesters bearbeitet. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 142081: Master-Praktikum Leistungselektronik und Energiesystem3 SWS (S.55) technik

4

KAPITEL 1. MODULE

1.2

Master-Seminar EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149464 sem MS EST-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Mindestens 90 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) ≥3

Ziele: Die Studierenden sind bef¨ahigt, selbst¨andig Literatur zu einem gegebenen Thema zu sichten, die wesentlichen Inhalte zu erfassen und diese wiederzugeben. Sie haben die Schl¨ usselqualifikationen zur Pr¨asentation ihrer Ergebnisse: sowohl die schriftliche Ausarbeitung eines Themas, als auch Pr¨asentationstechniken und rhetorische Techniken. Inhalt: Einzelthemen aus dem gew¨ahlten Seminarthema werden in Vortr¨agen dargestellt. Die Studierenden halten jeweils einen Vortrag, h¨oren die Vortr¨age der anderen Studierenden und diskutieren die Inhalte miteinander. Dabei geht es nicht um die reine Wissensvermittlung, sondern das Erlernen des wissenschaftlichen Diskurses. Daraus resultiert eine Anwesenheitspflicht an der zu Beginn des Seminars festgelegten Anzahl von Einzelterminen. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 143081: Master-Seminar Energiesystemtechnik 3 SWS (S.57) 143000: Master-Seminar Moderne Verfahren der Regelungstechnik 3 SWS (S.59) 143001: Master-Seminar Prozessautomatisierung 3 SWS (S.61)

5

KAPITEL 1. MODULE

1.3

Master-Startup ETIT

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149876 masterstartupetit Studiendekan ETIT Keine Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 1

Ziele: Erleichterung des Einstiegs in das Studium; Vernetzung der Studierenden untereinander; Einsicht in Berufsbilder, Karrierem¨oglichkeiten etc. Inhalt: Studienbegleitende Informationen, Exkursionen, Vortr¨age etc. Pru ¨ fungsform: Es handelt sich um eine freiwillige Zusatzveranstaltung. Veranstaltungen: 140003: Master-Startup ETIT

6

2 SWS (S.63)

KAPITEL 1. MODULE

1.4

Masterarbeit ETIT

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149826 MA-ETIT Studiendekan ETIT 900 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 30

Ziele: Die Teilnehmer sind mit Arbeitsmethoden der wissenschaftlichen Forschung und der Projektorganisation vertraut. Ihre fortgeschrittenen Kenntnisse und Arbeitsergebnisse k¨onnen sie verst¨andlich pr¨asentieren. Inhalt: Weitgehend eigenst¨andige L¨osung einer wissenschaftlichen Aufgabe unter Anleitung. Teilnahme an 5 Kolloquiumsvortr¨agen u ¨ber die Ergebnisse von Masterarbeiten in der Fakult¨at ET & IT. Pr¨asentation der eigenen Ergebnisse der Masterarbeit im Kolloquium. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: (S.65)

144101: Masterarbeit ETIT

7

KAPITEL 1. MODULE

1.5

Nichttechnische Wahlf¨ acher

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149827 ntWafa-ETIT Studiendekan ETIT Mindestens 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) ≥5

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrer Interessen verschiedene Schwerpunkte. Daf¨ ur steht Ihnen das breite Angebot der ganzen Universit¨at zur Verf¨ ugung. Sie beherrschen entsprechend ihrer Auswahl verschiedene Schl¨ usselqualifikationen. Inhalt: Die nichttechnischen Wahlf¨acher erweitern die Soft Skills. Z.B. wird die englische Fachsprache verbessert, in die Grundlagen der Rechtswissenschaften eingef¨ uhrt oder Grundkenntnisse der Betriebswirtschaft vermittelt. Bei der Auswahl haben die Studierenden die M¨oglichkeit eine Auswahl entsprechend der eigenen Interessen zu treffen. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141105: Nichttechnische Veranstaltungen

8

(S.70)

KAPITEL 1. MODULE

1.6

Pflichtfach 1 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149413 PFEST1-PO13 Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden haben fachspezifische Kenntnisse der Regelungstechnik zur Modellbildung, Analyse und Entwurf von Reglern, Grundkenntnisse f¨ ur den Umgang mit dem Programmsystem MATLAB. Inhalt: Die Regelungstechnik gibt Informationen u ¨ber das Verhalten linearer kontinuierlicher Systeme und den Entwurf einschleifiger Regelungen, welche auch zum Verst¨andnis und Entwurf von Regelungen z.B. f¨ ur Antriebssysteme erforderlich sind. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141007: Systemdynamik und Reglerentwurf

4 SWS (S.74)

9

KAPITEL 1. MODULE

1.7

Pflichtfach 2 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149414 PFEST2-PO13 Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden haben ein vertieftes fachu ¨ bergreifendes Wissen und erweiterte methodische F¨ahigkeiten im Hinblick auf die Projektierung und Inbetriebnahme eines komplexen Antriebssystems. Wissen aus dem Bereich der elektrischen Maschinen, der Mechanik, der Mess- und Sensortechnik, und der Regelungstechnik wird so strukturiert, dass die Studierenden unter Ber¨ ucksichtigung teilweise kontr¨arer technischer, wirtschaftlicher und praktischer Anforderungen und Grenzen, L¨osungsans¨atze f¨ ur eine bestimmte Aufgabe entwickeln k¨onnen. Diese werden erfolgreich gegeneinander abgewogen, um das optimale Antriebssystem auszuw¨ ahlen. In der Forschung und Vorentwicklung stehende Konzepte k¨onnen dann mit Blick auf zuk¨ unftige Anwendbarkeit sicher eingeordnet werden. Durch aktive Mit¨ gestaltung von Ubungen haben Studierende erweiterte Kompetenzen bei der Pr¨asentation selbst erarbeiteter Ergebnisse. ¨ Inhalt: Das Modul gibt einen Uberblick u ¨ber die elektrische Antriebstechnik. Dabei wird ein vertiefter Einblick in die vielf¨altigen und mitunter widerstreitenden Anforderungen, welche die Auswahl, Konzeption und Inbetriebnahme eines elektromechanischen Energiewandlers “Antrieb” bestimmen,vermittelt. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltung Veranstaltungen: 141083: Elektrische Antriebe

10

4 SWS (S.30)

KAPITEL 1. MODULE

1.8

Pflichtfach 3 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149415 PFEST3-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden haben ein systemorientiertes und interdisziplin¨ares Wissen u ¨ber Technologien zur zentralen und dezentralen Energiebereitstellung und beherrschen Funktionsprinzip und Betriebsverhalten der verschiedenen Energiesysteme, so dass eine weiterf¨ uhrende Einarbeitung in spezielle Aufgaben auf dem Gebiet der Energiesysteme w¨ahrend des Master-Studiums oder Berufes m¨oglich ist. Inhalt: Die effiziente Nutzung sowohl fossiler, als auch regenerativer Energien erfordert die gezielte Kombination optimierter Systeme, um thermische, chemische, mechanische und elektrische Prozesse mit h¨ochster Effizienz zu Nutzen. Die Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik stellt diese Systeme im Detail vor, und erl¨autert die Abgrenzung durch sinnvoll gew¨ahlte Systemgrenzen. Sowohl bei der Nutzung fossiler und chemischer Energie, als auch bei Nutzung von Wasser und Wind werden mechanische Energieformen als Vermittler ben¨otigt. Entsprechende Systemkomponenten spielen eine Schl¨ usselrolle. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141401: Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik

4 SWS (S.28)

11

KAPITEL 1. MODULE

1.9

Pflichtfach 4 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149416 PFEST4-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden verf¨ ugen mit dem fach¨ ubergreifenden Wissen u ¨ber mechatronische Antriebssysteme u ¨ber Spezialwissen, mit dem optimierte Verfahren zur Nutzung regenerativer Energien verstanden, nachvollzogen und schließlich weiterentwickelt werden. Sie sind in der Lage, Systemdenken sowohl bei der Erzeugung, als auch bei der Anwendung elektrischer Energie mit Hilfe von mechatronischen Antriebssystemen wirkungsvoll einzusetzen. Inhalt: Sowohl bei der Nutzung fossiler und chemischer Energie, als auch bei Nutzung von Wasser und Wind werden mechanische Energieformen als Vermittler ben¨otigt. Entsprechende Systemkomponenten spielen eine Schl¨ usselrolle. Sie k¨onnen zudem ebenso zum Antrieb, beispielsweise von Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Solche Systemkomponenten und ihr Zusammenspiel werden in der Vorlesung ’Mechatronische Antriebssysteme’ behandelt. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141400: Mechatronische Antriebssysteme

12

4 SWS (S.66)

KAPITEL 1. MODULE

1.10

Pflichtfach 5 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149417 PFEST5-PO13 Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden beherrschen Methoden und verf¨ ugen u ¨ber Wissen, um die zuk¨ unftigen Probleme bei der Energieversorgung durch kreative Nutzung vorhandener und intelligente wissenschaftliche Entwicklung fehlender Technologien anzugehen. Sie verf¨ ugen u ubergreifenden Wissen in ¨ber fach¨ der Leistungselektronik und geh¨oren zu bestens auf das Berufsleben vorbereiteten Spezialisten auf einem expandierenden Berufsfeld. Inhalt: Die Leistungselektronik erm¨oglicht es, elektrische Energie bei hohem Wirkungsgrad gezielt einzusetzen. Sie liefert damit ein anwendungsund energieoptimales Bindeglied zwischen regenerativen Energien und dem Energieversorgungsnetz, und erm¨oglicht effiziente regenerative Energietechnik. Selbstgef¨ uhrte Stromrichter und ihre Anwendung in der Steuerung der ¨ elektrischen Leistung stehen im Vordergrund. Ein Uberblick u ¨ber g¨angige Schaltungen selbstgef¨ uhrter Stromrichter sowie die Realisierung dieser Schaltungen mittels verf¨ ugbarer Bauelemente der Leistungselektronik mit ihren Eigenschaften werden vorgestellt. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141088: Geregelte leistungselektronische Stellglieder

4 SWS (S.45)

13

KAPITEL 1. MODULE

1.11

Pflichtfach 6 EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149418 PFEST6-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis 150 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) 5

Ziele: Die Studierenden beherrschen Methoden und verf¨ ugen u ¨ber Wissen, um die zuk¨ unftigen Probleme bei der Energieversorgung durch kreative Nutzung vorhandener und intelligente wissenschaftliche Entwicklung fehlender Technologien anzugehen. Sie verf¨ ugen mit dem fach¨ ubergreifenden Wissen der regenerativen Energietechnik u ¨ber Spezialwissen, mit dem optimierte Verfahren zur Nutzung regenerativer Energien verstanden, nachvollzogen und schließlich weiterentwickelt werden. Die Besch¨aftigung mit diesem hochaktuellen Problemkreis erm¨oglicht es ihnen, in ¨offentlichen und privaten Diskussionen klar und fundiert Stellung zu beziehen. Sie geh¨oren zu bestens auf das Berufsleben vorbereiteten Spezialisten auf einem expandierenden Berufsfeld. Inhalt: Regenerative Energietechnik erm¨oglicht eine nachhaltige, und damit umweltvertr¨agliche Energieversorgung. Die Nutzung erneuerbarer Energien mit hohem Wirkungsgrad und gutem Preis-/Leistungsverh¨altnis stellt große Anforderungen an die zugeh¨orige Anlagentechnik. Der f¨ ur diese Anfor¨ derungen erforderliche umfassende Uberblick wird durch klar strukturierte analytische Methoden zur Beschreibung der komplexen Zusammenh¨ange erm¨oglicht. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141403: Regenerative elektrische Energietechnik

14

4 SWS (S.72)

KAPITEL 1. MODULE

1.12

Wahlf¨ acher

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149864 wafa-ETIT Studiendekan ETIT Mindestens 750 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) ≥25

Ziele: Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in technischen oder nichttechnischen Gebieten entsprechend ihrer Wahl. Dies beinhaltet sowohl die fachliche Vertiefung als auch den Erwerb von Schl¨ usselqualifikationen. Inhalt: Bei der Auswahl geeigneter Lehrveranstaltungen kann das Vorlesungsverzeichnis der Ruhr-Universit¨at verwendet werden. Dies schließt Veranstaltungen aller Fakult¨aten, des Optionalbereichs und des Zentrums f¨ ur Fremdsprachenausbildung (Veranstaltungen aus Master-, Bachelor- oder Diplomstudieng¨angen) mit ein, also auch die Angebote der nichttechnischen Veranstaltungen . Im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung mit der Fakult¨at f¨ ur Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund ist auch die Wahl dort angebotener Veranstaltungen m¨oglich. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141106: freie Veranstaltungswahl

(S.44)

15

KAPITEL 1. MODULE

1.13

Wahlpflichtf¨ acher EST

Nummer: Ku ¨ rzel: Verantwortlicher: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte:

149460 WPFEST-PO13 Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Mindestens 720 Stunden (entsprechend der Lehrveranstaltungen) ≥24

Ziele: Die Studierenden haben fachspezifische Kenntnisse auf dem Gebiet des Studienschwerpunktes, k¨onnen diese anwenden und entprechende Fragestellungen analysieren und l¨osen. Inhalt: Es sind Module aus dem Wahlpflichtkatalog des Studienschwerpunktes auszuw¨ahlen. Jedes Modul besteht aus je einer Lehrveranstaltung ¨ (Vorlesung + Ubung) mit eigener Modulabschlusspr¨ ufung. Zur Vermeidung von Mehrfachbeschreibungen jeweils identischer Module und Lehrveranstaltungen, wird direkt auf die Lehrveranstaltungsbeschreibung verwiesen, die auch die jeweils zugeh¨origen LP enth¨alt. Insgesamt sind im Wahlpflichtbereich Module im Gesamtumfang von mindestens 24 Leistungspunkten zu w¨ahlen. Pru ¨ fungsform: siehe Lehrveranstaltungen Veranstaltungen: 141062: Analoge Schaltungstechnik 141080: Berechnung von Netzen der elektrischen Energieversorgung 141042: Digitale Signalverarbeitung 141081: Dynamische Vorg¨ange in elektrischen Verbundsystemen 141407: Einf¨ uhrung in die Elektromobilit¨at 141085: Elektrische Bahnen 141064: Elektromagnetische Vertr¨aglichkeit 141405: Energiespeichersysteme 137020: Energieumwandlungssysteme 141082: Energiewirtschaft 138490: Fahrzeugdynamik 135270: Grundlagen des Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs 141084: Induktionsmaschinenregelung 141089: Intelligente Netze 141408: Ladeeinrichtungen der Elektromobilit¨at 148231: Mobile mechatronische Antriebssysteme

16

4 3 4 3 4 3 3 4 4 3 4 4 3 3 3 4

SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS SWS

(S.18) (S.20) (S.22) (S.24) (S.26) (S.32) (S.34) (S.36) (S.38) (S.40) (S.42) (S.47) (S.49) (S.51) (S.53) (S.68)

Kapitel 2 Veranstaltungen

17

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.1

141062: Analoge Schaltungstechnik

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141062 ¨ Vorlesungen und Ubungen Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Thomas Musch Prof. Dr.-Ing. Thomas Musch M. Sc. Peter Haußmann Deutsch 4 5 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Dienstag den 25.04.2017 Vorlesung Dienstags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 04/401 ¨ Ubung Dienstags: ab 16:15 bis 17:45 Uhr im ID 04/401 Ziele: Die Studierenden kennen die grundlegenden Prinzipien zur Reduktion der wesentlichen Fehlereinfl¨ usse in analogen integrierten Schaltungen. Der Einsatz der diskutierten Verfahren in kommerziellen Schaltungen wird beherrscht. Ausgehend von analytischen und numerischen SchaltungsAnalyseverfahren wurden die F¨ahigkeiten zur Schaltungssynthese weiter einwickelt. Inhalt: Die Vorlesung vermittelt grundlegende Prinzipien in folgenden Bereichen: • Arbeitspunkteinstellung • Differenzverst¨arker • Oszillatoren • Frequenzverdoppler • Phasenregelschleife • Direkte Digitale Synthese Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesungen • Elektronische Schaltungen, • Messtechnik, sowie Bereitschaft zur aktiven Mitarbeit in der Veranstaltung. 18

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

19

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.2

141080: Berechnung von Netzen der elektrischen Energieversorgung

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141080 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Walter Brandes Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Mittwoch den 11.10.2017 Vorlesung Mittwochs: ab 09:15 bis 10:45 Uhr im ID 03/471 ¨ Ubung Mittwochs: ab 11:15 bis 12:00 Uhr im ID 03/471 Ziele: Die Studierenden haben Informationen u ¨ber die Struktur von ¨ Ubertragungsund Verteilungsnetzen und die zugeh¨origen Verfahren zur Netzberechnung erlangt. Sie k¨onnen Netzmodelle und mathematische Transformationen sicher anwenden, um eine Netzberechnung vorzubereiten. Die Studierenden haben Kenntnisse u ar- und Sekund¨ arregelung ¨ber Prim¨ im Verbundnetz und deren Auswirkungen auf Leistung und Frequenz des Netzes. Sie k¨onnen selbst¨andig Parameter von Mehrleitersystemen, Transformatoren und Generatoren ermitteln und k¨onnen eine Lastfluss- und Kurzschlussberechnung f¨ ur kleine Netzabschnitte durchf¨ uhren. Wichtige Methoden zur schnellen Absch¨atzung der Kurzschlussleistung des Netzes an einem Anschlusspunkt werden beherrscht. Inhalt: Die Vorlesung erl¨autert die Netzstrukturen und Spannungsebenen von Energieu ¨ bertragungs- und -verteilungsnetzen. Die Spanne reicht vom europ¨aischen Verbundnetz als großem Energie¨ ubertragungsnetz, bis hin zu kleinen Netzstrukturen in Stadtteilen oder gr¨oßeren Industrieunternehmen. Anforderungen an die Versorgungsqualit¨at in solchen Netzen werden vermittelt. Ausgehend von Netzen und Anforderungen an die Netze werden die Aufgaben und der Umfang von Netzberechnungen dargelegt, analoge und mathematische Netzmodelle pr¨asentiert und die Eigenschaften von ein- und dreiphasiger Netznachbildung vorgestellt. Wichtige mathematische Hilfsmittel, vor allem die Transformation von Spannungen und Str¨omen in symmetrische Komponenten, werden - unterst¨ utzt von Anwendungsbeispielen eingef¨ uhrt. Die Vorlesung behandelt die Leistungs- und Frequenzregelung im Netz, und stellt das prinzipielle Regelverhalten von Prim¨ arregelung und Sekund¨ arregelung vor. Die f¨ ur die Netzberechnung notwendigen Kenngr¨oßen von Mehrleitersystemen, vor allem Kapazit¨ats- und In20

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

duktivit¨atsbel¨age von Hochspannungsleitungen, werden unter Ber¨ ucksichtigung von B¨ undelleitern und Erdr¨ uckleitung ermittelt. Ersatzschaltungen f¨ ur Transformatoren und Generatoren werden eingef¨ uhrt und parametrisiert. Mit diesen Angaben ist eine Lastfluss- und Kurzschlussberechnung in einem Netz durchf¨ uhrbar, wie gegen Ende der Vorlesung verdeutlicht wird. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: • Berechnunsverfahren f¨ ur Mehrleitersysteme bei Sinusform, • Grundkennntnisse u ¨ber elektrische Maschinen. Soche Vorkenntnisse werden u ¨blicherweise in Vorlesungen wie ’Grundlagen der Elektrotechnik’ und ’Grundlagen der Energietechnik’ vermittelt. Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

21

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.3

141042: Digitale Signalverarbeitung

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141042 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien Handouts rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Dorothea Kolossa Prof. Dr.-Ing. Dorothea Kolossa Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Montag den 16.10.2017 Vorlesung Montags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im HID ¨ Ubung Dienstags: ab 14:15 bis 15:00 Uhr im ID 04/459 ¨ Ubung Dienstags: ab 14:15 bis 15:00 Uhr im ID 04/471 Praxis¨ ubung Dienstags: ab 15:15 bis 16:00 Uhr im ID 03/121 Ziele: Die Studierenden beherrschen systematische Methoden zur vollst¨andigen Beschreibung und Analyse bzw. Simulation digitaler Systeme, sowohl im Zeit-, als auch im Frequenzbereich. Sie kennen die Systemtheorie linearer und zeitinvarianter zeitdiskreter Systeme zur Verarbeitung bzw. Transformation von Signalfolgen gem¨aß mathematisch formulierbarer Vorschriften. Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden zur Beschreibung und Analyse von digitalen Systemen, sowie den Aufbau von realisierenden Strukturen und Algorithmen. Sie sind in der Lage, grundlegende Aufgaben im Zusammenhang mit der Analyse und Simulation digitaler Systeme zu formulieren, zu interpretieren, zu verstehen und zu l¨osen. Inhalt: • Zeitdiskrete und digitale Signale (reell, komplex) • Eigenschaften diskreter Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich • Abtasttheoreme f¨ ur reelle und komplexe Tiefpasssignale • z-Transformation: Existenz, Eigenschaften, Stabilit¨at digitaler Systeme • Zeitdiskrete und Diskrete Fourier-Transformation: Eigenschaften, Beziehungen zu anderen Transformationen • Deterministische Spektralanalyse: DFT-Analyse periodischer Signale, Gebrauch von Fensterfunktionen 22

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

¨ • Ubertragungsfunktion: Pol-/Nullstellen-Darstellung, Frequenzgang • Realisierbarkeitsbedingungen f¨ ur digitale Systeme • Entwurf rekursiver Filter • Entwurf linearphasiger FIR-Filter • Strukturen digitaler Filter: Kanonische rekursive (IIR) und nichtrekursive (FIR) Strukturen • Merkmale und Einsatz digitaler Signalprozessoren Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesungen • Systemtheorie 1-3 • Mathematik 1, 2 und 4 • Informatik 1 und 3 (Programmierung, Digitaltechnik) insbesondere • Grundlagen linearer & zeitinvarianter Systeme • Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik • Fourieranalyse • Laplace-Transformation • z-Transformation • Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik • Grundlegende Programmierkenntnisse Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 120 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.4

141081: Dynamische Vorg¨ ange in elektrischen Verbundsystemen

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141081 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Eckhard Grebe Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Mittwoch den 11.10.2017 Vorlesung Mittwochs: ab 15:30 bis 17:00 Uhr im ID 03/411 ¨ Ubung Mittwochs: ab 17:15 bis 18:00 Uhr im ID 03/411 Ziele: Die Studierenden verf¨ ugen u ¨ber das Wissen u ¨ber die Eigenschaften und die Modellierung großer elektrischer Verbundsysteme, Wirkund Blindleistungsreserven, sowie den Einfluss regenerativer Erzeugung. Dynamische Vorg¨ange in großen elektrischen Verbundsystemen, die maßgebend f¨ ur deren Sicherheit sind, werden von den Studierenden verstanden. Sie kennen die technisch/physikalischen Vorg¨ ange, die zu einem großfl¨achigen Blackout f¨ uhren k¨onnen. Des Weiteren beherrschen sie den Umgang mit Verfahren zur Beurteilung der Stabilt¨at und Sicherheit von elektrischen Verbundsystemen und damit die L¨osung komplexer Probleme und Festellung und Vermeidung zuk¨ unftiger Probleme. Inhalt: Elektrische Verbundnetze stellen die gr¨oßten von Menschen geschaffenen technischen Systeme dar. Ihre technischen Herausforderungen werden durch l¨ander¨ ubergreifende physikalische Kopplungen gepr¨agt. Dar¨ uber hinaus besteht die Besonderheit, dass elektrische Energie in nennenswertem Umfang nicht speicherbar ist, und daher im Gesamtsystem in jedem Augenblick genau die Menge elektrischer Energie erzeugt werden muss, die auch umgesetzt wird. Am Beispiel des europ¨aischen Verbundsystems werden die physikalischen Wirkungen beschrieben, die zu dynamischen Ausgleichsvorg¨ angen f¨ ur Frequenz und Spannung an verschiedenen Punkten des Netzes f¨ uhren. Die Vorlesung beschreibt Kraftwerke, Netz und Verbraucher als regelungstechnisches System und zeigt, wie diese dynamisch modelliert und simuliert werden k¨onnen. Die f¨ ur große pl¨otzliche Erzeugungsausf¨alle erforderliche Sekunden- und Minutenreserve, der Blindleistungshaushalt, die statische Stabilit¨at des Normalbetriebs und die bei Netzfehlern wichtige transiente Stabilit¨at werden diskutiert. Die Vorlesung geht auf die Netzanforderungen an Erzeugungseinheiten, den so genannten 24

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

“Transmission Code”, ein und behandelt den Einfluss zunehmender regenerativer Erzeugung auf die k¨ unftigen Anforderungen an das Verbundsystem. Der Normalbetrieb sowie gef¨ahrdete und gest¨orte Betriebszust¨ande werden beschrieben. Basierend auf diesen Analysen wird der Ursache und dem Ablauf von Blackouts, wie sie sich vor einigen Jahren in Italien und bereits h¨aufiger in den USA ereignet haben, nachgegangen. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: • Grundlegende Kenntnisse aus der Energietechnik und Regelungstechnik • Berechnung von Netzen der elektrischen Energieversorgung Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten Literatur: [1] Kundur, Prabha ”Power System Stability and Control”, McGraw-Hill Professional, 1994

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.5

141407: Einfu ¨ hrung in die Elektromobilit¨ at

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141407 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Dienstag den 17.10.2017 Vorlesung Dienstags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im HID ¨ Ubung Dienstags: ab 16:15 bis 17:45 Uhr im HID Ziele: Die Studierenden haben ein systemorientiertes und interdisziplin¨ares Wissen u ¨ber Technologien zur Elektromobilit¨at und beherrschen das Funktionsprinzip und Betriebsverhalten der Energieumwandlungssysteme, Speichersysteme und Ladeeinrichtungen. Die erarbeiteten Kenntnisse erm¨oglichen eine weiterf¨ uhrende Vertiefung auf dem Gebiet der Elektromobilit¨atsysteme im Rahmen des Master-Studiums und w¨ahrend des Berufs. Inhalt: Im Rahmen der Bestrebungen eine globale Reduktion des CO2Ausstoßes zu erreichen, wird der Elektromobilit¨at eine weittragende Rolle ¨ einger¨aumt. Ausgehend von einer Ubersicht zur Technologie und historischen Entwicklung der Elektromobilit¨at befasst sich die Vorlesung mit dem Funktionsprinzip und Betriebsverhalten von elektrisch-mechanischen Antriebssystemen, Energiespeichern und Ladeeinrichtungen. Die Netzintegration der Elektromobilit¨at und Abrechnungsmodelle bilden als grundlegende Voraussetzungen f¨ ur eine breite Nutzung der Elektromobilit¨at einen weiteren Fokus der Vorlesung. Dar¨ uber hinaus werden die Integration der Teilsysteme im Gesamtsystem eines Elektromobils und deren Wechselwirkungen untereinander abschließend behandelt. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagen der Physik und Elektrotechnik Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der 26

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 60 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.6

141401: Einfu ¨ hrung in die Energiesystemtechnik

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141401 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Freitag den 20.10.2017 Vorlesung Freitags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 04/445 ¨ Ubung Freitags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/445 Ziele: Die Studierenden haben ein systemorientiertes und interdisziplin¨ares Wissen u ¨ber Technologien zur zentralen und dezentralen Energiebereitstellung und beherrschen Funktionsprinzip und Betriebsverhalten der verschiedenen Energiesysteme, so dass eine weiterf¨ uhrende Einarbeitung in spezielle Aufgaben auf dem Gebiet der Energiesysteme w¨ahrend des Master-Studiums oder Berufes m¨oglich ist. Inhalt: Die effiziente Nutzung fossiler, und der Ausbau der Nutzung regenerativer Energietr¨ager ist eine der großen Herausforderungen und gleichzei¨ tig eine Schl¨ usseltechnologie unserer Zeit. Ausgehend von einer Ubersicht der verf¨ ugbaren Energietr¨ager besch¨aftigt sich die Vorlesung ’Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik’ mit ihrem Einsatz in thermischen, chemischen, mechanischen, solaren und elektrischen Energiesystemen, wobei detailliert auf Aufbau und Funktion der Energiesysteme eingegangen wird. Die hochkomplexen Gesamtsysteme, werden durch sinnvoll definierte Systemgrenzen in u ¨berschaubare Einheiten (Teilsysteme) zerlegt. Darauf aufbauend wird das Betriebsverhalten der Teilsysteme und deren Wechselwirkungen untereinander analysiert und mathematisch beschrieben. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: • Grundlagen der Energietechnik • Elektrische Antriebe • Grundlagen der Thermodynamik 28

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.7

141083: Elektrische Antriebe

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141083 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Mittwoch den 11.10.2017 Vorlesung Mittwochs: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/445 ¨ Ubung Donnerstags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 04/445 Ziele: Die Studierenden erlangen ein vertieftes fachu ¨ bergreifendes Wissen und erweiterte methodische F¨ahigkeiten im Hinblick auf die Berechnung elektrischer Maschinen. Wissen aus dem Bereich der elektrischen Maschinen, der mathematischen Modellierung elektrischer Maschinen, der Mechanik, der Mess- und Sensortechnik sowie der Regelungstechnik ist so strukturiert, dass die Studierenden unter Ber¨ ucksichtigung teilweise kontr¨arer technischer, wirtschaftlicher und praktischer Anforderungen und Grenzen L¨osungsans¨atze f¨ ur eine bestimmte Aufgabe entwickeln k¨onnen. Praktische Aspekte, insbesondere bez¨ uglich der Kombination von elektrischen Maschinen und nicht-elektrischen Last- oder Antriebsmaschinen, werden vermittelt. Diese Aspekte werden erfolgreich gegeneinander abgewogen, um das optimale Antriebssystem auszuw¨ ahlen. In der Forschung und Vorentwicklung stehende Konzepte werden mit Blick auf zuk¨ unftige Anwendbarkeit sicher eingeordnet, alternative Maschinenkonzepte auch anhand der mathematischen Beschreibung bewertet. Die Studierenden besitzen alle Voraussetzungen, um sich in weiterf¨ uhrenden Vorlesungen den Entwurf hochwertiger Regelungsverfahren erarbeiten zu k¨onnen. Inhalt: Die Vorlesung behandelt die f¨ ur die Regelung und Projektierung eines elektrischen Antriebs wesentlichen Aspekte. Ein Kernziel ist dabei ist die physikalisch orientierte, f¨ ur Regelungsentwurf und Systembetrachtungen angemessene, mathematische Beschreibung von elektrischen Maschinen sowie typischen zugeh¨origen leistungselektronischen Stellgliedern. Ein weiteres Kernziel ist die Erarbeitung von Realisierungsaspekten bei der Integration von elektrischen Maschinen in Antiebssysteme unter Einbeziehung der Anforderungen durch die angekoppelten nicht-elektrischen Arbeitsmaschinen. Zu diesem Zweck wird zun¨achst die Raumzeigertransformation als mathematisches Hilfsmittel zur Beschreibung von Gr¨oßen in dreistr¨angigen elektrischen Systemen eingef¨ uhrt. Im n¨achsten Schritt wer30

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

den Haupt-Bauformen von Stator und Rotor elektrischer Maschinen sowie das Grundprinzip der Drehmomenterzeugung vorgestellt. Daraus leiten sich die wesentlichen elektrischen Maschinen und ihre Charakteristika, vor allem Synchron-, Induktions- und Gleichstrommaschine, ab. Deren mathematische Beschreibung auf Basis von Differentialgleichungssystemen und zugeh¨origen Ersatzschaltbildern wird hergeleitet. Zur Regelung einer elektrischen Maschine ist auch eine Beschreibung des verwendeten Stellglieds notwendig – leistungselektronische Stellglieder werden daher in angemessener Weise beschrieben. In weiterf¨ uhrenden Vorlesungen kann auf dieser Basis die Regelung verschiedener elektrischer Maschinen hergeleitet werden. Zur Realisierung eines Antriebssystems geh¨ort die genaue Betrachtung Interaktion der elektrischen Maschine mit ihrer Umgebung. Hierzu wird die Prozesseinbindung von Antriebssystemen, die Messung relevanter Gr¨oßen, Erw¨ armung, Ku ¨ hlung, Betriebsarten sowie Fehleru ¨ berwachung und Schutz vorgestellt. Dabei spielt die angemessene Umsetzung, eine Rolle – das Wechselspiel zwischen Aufwand und Nutzen ist ein relevanter praktischer Aspekt. Nicht-elektrische Arbeitsmaschine und elektrische Maschine m¨ ussen zueinander passen – ein Vergleich der Kennlinien typischer Lasten mit den Kennlinien von elektrischen Maschinen erm¨oglicht eine sachgerechte Paarung. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: • Grundkenntnisse aus dem Bereich der elektrischen Maschinen und der Leistungselektronik, beispielsweise aus Vorlesungen wie ’Grundlagen der Energietechnik’ und ’Grundlagen der Leistungselektronik’ • Beherrschung von Bode-Diagrammen • Grundwissen u ¨ber regelungstechnische Zusammenh¨ange Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.8

141085: Elektrische Bahnen

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141085 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel Prof. Dr.-Ing. Andreas Steimel Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Donnerstag den 12.10.2017 Vorlesung Donnerstags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/445 ¨ Ubung Donnerstags: ab 16:15 bis 17:00 Uhr im ID 03/445 Ziele: Die Studierenden haben Wissen u ¨ber das komplexe Zusammenspiel zwischen elektrischen, elektromechanischen und mechanischen Komponenten im Bereich der elektrischen Bahnen. Dabei werden alle wesentlichen Komponenten sowohl f¨ ur Lokomotiven, als auch f¨ ur Nahverkehrsfahrzeuge in ihrem Zusammenspiel beherrscht. Die Eigenschaften der verschiedenen eingesetzten Stromversorgungssysteme, die Anforderungen bez¨ uglich der Netzru ur Traktionsumrich¨ ckwirkungen und die Regelungsverfahren f¨ terantriebe werden verstanden . Die Vorlesung ist damit im h¨ochsten Maße interdisziplin¨ ar, da sie Wissen aus Leistungselektronik, Antriebstechnik und Mechanik mit Anwendungsproblemen wie Einbauraum- und Gewichtsbeschr¨ankungen, Kostenkontrolle, Haltbarkeit, Wartungsarmut und vielem mehr verkn¨ upft. In diesem komplexen Umfeld kontr¨arer Forderungen finden sich die Studierenden zurecht und sind in der Lage, die spannende Entwicklung dieses innovativen Bereichs in Wirtschaft und Wissenschaft voranzutreiben. Inhalt: Elektrische Bahnen stellen ganz besonders hohe Anforderungen an die Leistungselektronik, und waren schon immer erstes Einsatzgebiet f¨ ur leistungselektronische Spitzentechnologie. Dies liegt zum einen an den schwierigen Umgebungsbedingungen mit einer Energieversorgung u ¨ber nur zwei Leiter und einer Begrenzung von Bauvolumen und Gewicht f¨ ur die Antriebe mit ihrer Leistungselektronik, zum anderen erlauben die ohnehin hohen anteiligen Kosten der Antriebstechnik im Bahnbereich auch aufw¨andi¨ ge L¨osungen. Die Vorlesung gibt einen umfassenden Uberblick u ¨ber das komplexe Zusammenspiel zwischen Energieversorgung, elektrischem Antrieb ¨ und mechanischen Komponenten zur Ubertragung der Antriebskr¨afte auf die Schiene. Dabei werden zun¨achst die verschiedenen Bahnstromsysteme und Traktionsarten, sowie die mechanischen Grundlagen wie Zugf¨orderungsmechanik, Spurf¨ uhrung, Adh¨asion und Schleuderschutz besprochen. 32

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Danach werden die einzelnen Komponenten von Triebfahrzeugen vorgestellt. Dies sind insbesondere die Fahrmotoren mit ihrer Steuerung und Energieversorgung, sowie die Kraft¨ ubertragung vom Motor auf den Radsatz. Die verschiedenen Stromversorgungen im Bereich der elektrischen Bahnen werden detailliert vorgestellt. Auf die besonders scharfen Forderungen bez¨ uglich der Netzr¨ uckwirkungen und Signalbeeinflussung wird eingegangen. Den Ab¨ schluss der Vorlesung bildet eine Ubersicht u ¨ber verschiedene Regelungsverfahren f¨ ur Traktionsumrichterantriebe. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Beherrschung der Grundlagen der Elektrotechnik, der Energietchnik und der Leistungselektronik. Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten Literatur: [1] Filipovic, Zarko ”Elektrische Bahnen. Grundlagen, Triebfahrzeuge, Stromversorgung”, Springer, 2004 [2] Steimel, Andreas ”Elektrische Triebfahrzeuge und ihre Energieversorgung: Grundlagen und Praxis - 3. Aufl.”, Deutscher Industrieverlag, 2014 [3] M¨ uller, Siegfried ”Elektrische und dieselelektrische Triebfahrzeuge. Arbeitsweise, Leistungsf¨ahigkeit, Betriebskosten”, Minirex AG, 1979

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.9

141064: Elektromagnetische Vertr¨ aglichkeit

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141064 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Thomas Musch Prof. Dr.-Ing. Hans-J¨ urgen Meckelburg Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Freitag den 13.10.2017 Vorlesung Freitags: ab 13:30 bis 16:30 Uhr im ID 03/455 ¨ Ubung Freitags: ab 16:30 bis 18:00 Uhr im ID 03/455 Ziele: Die H¨orer sind mit den grundlegenden Aspekten der elektromagnetischen Vertr¨aglichkeit vertraut. Inhalt: Alle elektrotechnischen/elektronischen Systeme k¨onnten durch elektromagnetische Wirkungen (St¨orsignale) so beeinflusst werden, dass ihre gewollte Funktion nicht mehr korrekt ausgef¨ uhrt werden kann. Dar¨ uber hinaus k¨onnte ein System neben den gewollten Eigenschaften (Funktionen) auch elektromagnetische Nebenwirkungen erzeugen, die wiederum andere Systeme ungewollt beeinflussen. Mit diesem Themenkreis befasst sich die Vorlesung. Die Elektromagnetische Vertr¨aglichkeit (EMV) ist eine System-/ oder Produkteigenschaft, die bei der Konzeption und Entwicklung von praktisch allen Systemen und Produkten ber¨ ucksichtigt werden muss. In der Vorlesung behandelt werden: • Einf¨ uhrung und Motivation • Systems Engineering • EMV-Modelle • St¨orquellen • Kopplungsmodelle • Allgemeines Vertr¨aglichkeitsmodell • Leitungsbezogene EMV-Maßnahmen • Feldbezogene EMV-Maßnahmen • EMV-Messtechnik 34

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Beispiele von EMV-Probleml¨osungen • EMV-Anforderungen, EU-Richtlinie und EMV-Gesetz Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Allgemeine Elektrotechnik, Systemtheorie Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Pr¨ ufungsvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.10

141405: Energiespeichersysteme

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141405 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Dipl.-Ing. Frederik Einw¨achter Deutsch 4 5 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Mittwoch den 26.04.2017 Vorlesung Mittwochs: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 04/413 ¨ Ubung Mittwochs: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/413 Ziele: Die Studierenden sind in der Lage, das f¨ ur den jeweiligen Anwendungsfall technisch und ¨okonomisch sinnvollste Speichersystem auszuw¨ahlen und auszulegen. Dies gilt insbesondere f¨ ur Speichersysteme f¨ ur stochastisch fluktuierende Energiequellen (regenerative Energien) und f¨ ur emmisionsarme Verkehrssysteme (Hybrid-Fahrzeuge). Inhalt: Die Vorlesung ’Energiespeichersysteme’ befasst sich mit unterschiedlichen Speicherarten f¨ ur chemische, potentielle, kinetische und thermische Energie und deren Einsatz in energietechnischen Systemen. Aufbauend auf den physikalischen Grundlagen der Speicherarten wird auf deren Funktionsprinzip eingegangen. Hieraus wird das Betriebsverhalten anhand von Kennlinien abgeleitet, um mit Hilfe von Ersatzschaltbildern die unterschiedlichen Speicherarten modellieren zu k¨onnen. Zur Speicherung elektrochemischer Energie werden verschiedene Arten von Akkumulatoren behandelt. Dabei wird auf die unterschiedlichen elektrochemischen Vorg¨ange der Akkumulatorenarten eingegangen. Pumpspeicher dienen als Speicher potentieller Energie und unterscheiden sich stark, in Abh¨angigkeit von den morphologischen Gegebenheiten des Standorts. Neben den elektrischen Teilsystemen, wie Generatoren und Motoren, werden auch die hydraulischen Teilsysteme, wie Rohrleitungssysteme und Pumpen, erl¨autert. Abschließend wird auf die Regelung der Turbinen, Generatoren und Motoren eingegangen. Schwungradspeicher werden zur Speicherung kinetischer Energie eingesetzt. Ausgehend von den physikalischen Zusammenh¨angen wird das station¨are und dynamische Betriebsverhalten der elektrischen und mechanischen Teilsysteme sowie schließlich des Gesamtsystems betrachtet. Dar¨ uber hinaus werden auch spezielle Technologien zur Fertigung hochtouriger Schwungr¨ader vorgestellt. Bei der Speicherung thermischer Energie werden unterschiedliche Prinzipien des Speicherprozesses, wie sensible, latente und chemische Speicher vorgestellt. 36

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Weiterhin erfolgt eine Unterteilung in Nieder- und Hochtemperaturspeicher mit Beispielen ihrer unterschiedlichen Einsatzgebiete. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: • Grundlagen der Energietechnik • Elektrische Antriebe • Grundlagen der Thermodynamik Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.11

137020: Energieumwandlungssysteme

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

137020 Vorlesung Folien rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef Wagner Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef Wagner Deutsch 4 6 Wintersemester

Ziele: Die Studierenden u ¨berblicken die Erzeugung elektrischer Energie in diversen Energieumwandlungsprozessen. Sie vertiefen ihr Wissen vor allem u ¨ber die maschinenbaulichen und physikalisch-technischen Aspekte der Energieumwandlung. Zwei ausgew¨ahlte Systeme werden detailliert besprochen. Dadurch wird zum einen das Wissen u ¨ber die Eigenschaften dieser Systeme weiter vertieft. Zum anderen erlernen die Studierenden das gezielte Vor¨ gehen bei der Wissenserweiterung: Ein zun¨achst im Uberblick behandeltes Thema wird vertieft, die Studierenden erfahren, wie aus dem “Grobwissen” ¨ des Uberblicks Fragestellungen abgeleitet, und durch pr¨azisere Modellierung beanntwortet werden k¨onnen. Inhalt: Die Lehrveranstaltung vermittelt grundlegende Inhalte u ¨ber Aufbau, Funktion und Stand ausgew¨ahlter Energieanlagen und -systeme. Hierzu werden jeweils zun¨achst die allgemeinen physikalisch-technischen Grundlagen der Energieumwandlung behandelt, danach wird die technische Realisierung anhand von ausgew¨ahlten Beispielen erl¨autert. Behandelt werden u.a. Kesselanlagen, Kraft-W¨arme-Kopplung (KWK), Brennstoffzellensysteme, Kernkraftwerke und zwei ausgew¨ahlte regenerative Energiesysteme, beispielsweise solarthermische Kollektoren oder Windenergie oder Photovoltaik oder Geothermie. Die Auswahl der Techniken erfolgt in Absprache mit den Studie¨ renden so, dass keine inhaltlichen Uberschneidungen mit anderen Lehrveranstaltungen stattfinden. Die Lehrveranstaltung vermittelt zum einen das physikalisch-technische Wissen, zum anderen geht sie auf die energiewirtschaftlichen Randbedingungen und Potenziale der besprochenen Techniken ein. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse aus Mechanik, Physik, Thermodynamik Arbeitsaufwand: 180 Stunden

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 6 Stunden pro Woche, in Summe 84 Stunden, erforderlich. Etwa 40 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 120 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.12

141082: Energiewirtschaft

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141082 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Dr.-Ing. J¨ urgen Dennersmann Deutsch 3 4 Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Beginn: Freitag den 28.04.2017 Ziele: Die Studierenden verstehen die enge Verflechtung von technischen und o ¨konomischen Aspekten bei der Gewinnung, Umwandlung und Nutzung von Energietr¨agern. Sie erkennen das enge Zusammenwirken ¨ ¨ der Technik mit anderen Bereichen wie Okonomie, Okologie, Recht und Politik. Sie erlernen die Grundlagen des Energierechts und die Grundlagen des Energiehandels, sowie der damit verbundenen Wirtschaftlichkeitsrechnungen. Inhalt: Eine an jedem Ort ausreichend verf¨ ugbare, qualitativ hochwertige und preisg¨ unstige Energieversorgung bildet die Basis fu ¨ r das Funktionieren unserer Gesellschaft. Die Erf¨ ullung dieser Aufgabe erfordert ein ¨ enges Zusammenwirken der Technik mit anderen Bereichen wie Okonomie, ¨ Okologie, Recht und Politik. Die Vorlesung ’Energiewirtschaft’ hat zum Ziel, die engen Verflechtungen von technischen und ¨okonomischen Aspekten bei der Gewinnung, der Umwandlung und der Nutzung der Energie zu verdeutlichen, und die durch wirtschaftliche Maßst¨ abe gepr¨agte Vorgehensweise bei Auslegung und Betrieb von Energieversorgungsanlagen und -systemen zu begr¨ unden. In der Hauptsache wird in der Vorlesung unter diesen Gesichtspunkten die Elektrizit¨atswirtschaft behandelt, auf die anderen Gebiete der Energiewirtschaft wird nur soweit eingegangen, wie es zum Verst¨andnis der angesprochenen Gesamtzusammenh¨ange notwendig ist. Die Vorlesung gliedert sich in drei Hauptteile: • Teil I: – Energiebedarf und seine Deckung gegenw¨artig und zuk¨ unftig – Energiewandlungsprozesse – Energietransport und -verteilung. 40

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Teil II – Verfahren der Investitions- und Kostenrechnung – Finanzierung von Energieanlagen und Methoden der wirtschaftlichen F¨ uhrung von Energieversorgungsunternehmen • Teil III: – Energierechtlicher Ordnungsrahmen – Interdependenzen zwischen Energienutzung und Umweltbeeinflussung – Elektrizit¨atsmarkt und -handel – aktuelle Themen aus dem Bereich der Elektrizit¨atswirtschaft Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Beherrschung der Grundlagen der Energietechnik und Regelungstechnik Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.13

138490: Fahrzeugdynamik

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

138490 ¨ Vorlesungen und Ubungen Prof. Dr.-Ing. Heinz Junker Prof. Dr.-Ing. Heinz Junker Deutsch 4 5 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Freitag den 21.04.2017 Vorlesung Montags: ab 12:00 bis 14:00 Uhr im IC 04/408 ¨ Ubung Freitags: ab 12:00 bis 18:15 Uhr im IC 04/408 Ziele: Studierende sind nach Abschluss der Veranstallung in der Lage, grundlegende Analysen der Vertikal- und Querdynamik von Fahzeugen durchzut¨ uhren, unterschiedliche Fahrwerkskonzepte vergleichend zu betrachten, im Spannungsfeld zwischen komfortablen und sporlichem Fahrzeugverhalten - unter Ber¨ ucksichtigung von Sicherheitsaspekten - Fahrwerkskonstruktionen zu diskutieren. Inhalt: Die Vorlesung behandelt die Vertikal- und Ouerdynamik von Fahrzeugen in Abh¨angigkeit von unterschiedlichen Einflussparametern und Fahzeugmodellen. Im Rahmen der Vertikaldynamik geht sie zun¨achst auf verschiedene Federungs- und D¨ampfungskonzepte ein. Nach theoretischen Betrachtungen dynamischer Eigenschaften vertiefen Anwendungsbeispiele aus der Praxis das Verst¨andnis des Federungssystems und seiner Komponenten. Im Rahmen der Querdynamik er¨autert die Vorlesung die in diesem Zusammenhang wichtigen Fahrwerkskomponenten, wie Reifen, Lenkung und Radaufh¨angung. Auch hier sorgen viele Beispiele f¨ ur das Verst¨andnis der Zusammenh¨ange. Im Rahmen einer dynamischen Fahrwerksanalyse betrachtet die Vorlesung beispielsweise die Radlastverteilung bei Beschleunigung und bei Kurvenfahrten. Ebenso folgt eine Absch¨atzung der Fahrwerkseigenschaften im Kontext der Fahrstabilit¨at und dem Fahreugkomfort. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Energietechnik, Automatisierungstechnik Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der 42

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 120 Minuten Beschreibung der Pru ¨ fungsleistung: Die Angaben zum Raum und zur Uhrzeit werden vom Dozenten bekannt gegeben

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.14

141106: freie Veranstaltungswahl

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: angeboten im:

141106 Beliebig Dekan Dozenten der RUB Deutsch Wintersemester und Sommersemester

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrer Interessen verschiedene Schwerpunkte. Daf¨ ur steht Ihnen das breite Angebot der ganzen Universit¨at zur Verf¨ ugung. Sie beherrschen entsprechend ihrer Auswahl verschiedene Schl¨ usselqualifikationen. Inhalt: Bei der Auswahl geeigneter Lehrveranstaltungen kann das Vorlesungsverzeichnis der Ruhr-Universit¨at verwendet werden. Dies schließt Veranstaltungen aller Fakult¨aten, des Optionalbereichs und des Zentrums f¨ ur Fremdsprachenausbildung (Veranstaltungen aus Bachelor- oder Masterstudieng¨angen) mit ein, also auch die Angebote der nichttechnischen Veranstaltungen . Zu beachten ist allerdings, dass bei Masterstudierenden in allen F¨allen eine Anerkennung von F¨achern aus dem zugeh¨origen Bachelorstudiengang nur sehr eingeschr¨ankt m¨oglich ist. Weiterhin ist auch der Besuch von Lehrveranstaltungen anderer Univerist¨aten m¨oglich - z.B. im Rahmen der Kooperationsvereinbarung mit der Fakult¨at f¨ ur Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund. In der Fakult¨at wird speziell in diesem Bereich die Veranstaltung Methodik des wissenschaftlichen Publizierens angeboten. Im Rahmen der Kooperation mit der TU Dortmund wird folgende Veranstaltung angeboten: Musikdatenanalyse. Voraussetzungen: entsprechend den Angaben zu der gew¨ahlten Veranstaltungen Empfohlene Vorkenntnisse: entsprechend den Angaben zu der gew¨ahlten Veranstaltungen exam: m¨ undlich, 30 Minuten Beschreibung der Pru ufung kann entsprechend ¨ fungsleistung: Die Pr¨ der gew¨ahlten Veranstaltungen variieren.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.15

141088: Geregelte sche Stellglieder

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

leistungselektroni-

141088 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Deutsch 4 5 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Donnerstag den 20.04.2017 Vorlesung Montags: ab 14:15 bis 15:45 Uhr im ID 03/445 ¨ Ubung Donnerstags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 03/445 Ziele: Die Studierenden verstehen, wie selbstgefu ¨ hrte Stromrichter in der Praxis eingesetzt werden, welche Stromrichtertopologien daf¨ ur zur Verf¨ ugung stehen und mit welchen Bauelementen diese ausgef¨ uhrt werden k¨onnen. Die Studenten beherrschen f¨ ur eine konkrete Aufgabenstellung den geeigneten Stromrichter mit den g¨ unstigsten Bauelementen auszuw¨ahlen, zu entscheiden, ob und welche Ein- und Ausgangsfilter erforderlich sind und diese zu dimensionieren. Die Vor- und Nachteile verschiedener Stromrichter, die am Netz betrieben werden, sowie spezielle Formen der Stromregelung werden verstanden. Aus vielen technischen M¨oglichkeiten w¨ahlen die Studierenden, basierend auf umfassendem interdisziplin¨ arem Fachwissen die g¨ unstigste L¨osung, um die mitunter kontr¨aren Anforderungen ¨okonomisch und technisch sinnvoll abzudecken. Inhalt: In dieser Vorlesung stehen selbstgefu ¨ hrte Stromrichter und ihre Anwendung in der Steuerung der elektrischen Leistung im Vordergrund. ¨ Zun¨achst wird ein Uberblick u uhr¨ber die g¨angigen Schaltungen selbstgef¨ ter Stromrichter gegeben. Anschließend werden die zur Realisierung dieser Schaltungen verf¨ ugbaren Bauelemente der Leistungselektronik mit ihren Eigenschaften vorgestellt. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die Verluste w¨ahrend des Schaltvorgangs und ihre Begrenzung gelegt. Die durch das schnelle Schalten der Halbleiterventile erzeugten Oberschwingungen m¨ ussen begrenzt werden. Die daf¨ ur u ¨blichen Eingangs- und Ausgangsfilter werden vorgestellt. Eine wichtige Anwendung von Stromrichtern ist die Bereitstellung von Gleichspannung aus Wechsel- oder Drehspannung. Hier bieten selbstgef¨ uhrte Stromrichter deutliche Vorteile gegen¨ uber konventionellen Gleichrichterschaltungen, sind allerdings auch erheblich aufw¨andiger und 45

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

teurer. Die wichtigsten Konzepte und ihre Eigenschaften werden erl¨autert. Den Abschluss bildet ein Kapitel zum Thema Stromregelung, welches die in einer leistungselektronischen Grundlagenvorlesung vermittelten Kenntnisse vertieft. Bei der Auslegung der Regelung ist besonders zu beachten, dass die Leistungshalbleiter grunds¨atzlich geschaltet werden, und somit kein kontinuierliches Ausgangssignal erzeugt werden kann. Dieser Eigenschaft tragen spezielle Regelungsstrukturen Rechnung. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Grundkenntnisse der elektrischen Energietechnik und der Leistungselektronik, beispielsweise aus entsprechenden Grundlagenvorlesungen. Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.16

135270: Grundlagen des KraftfahrzeugAntriebsstrangs

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

135270 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Peter Tenberge Prof. Dr.-Ing. Peter Tenberge Deutsch 4 6 Wintersemester

Ziele: Studierende kennen nach der Veranstaltung: • die Elemente eines Antriebsstranges, • unterschiedlichste Konzepte von Antriebsstr¨angen f¨ ur den L¨angs- und Quereinbau von Motoren und Getrieben, • sie kennen Bauarten von Kupplungen, Wandlern, Getrieben und Bremsen, • sie k¨onnen das Zusammenarbeiten von Motor, Getriebe, Achsgetriebe und Reifen beurteilen, • erste Grobauslegungen eines Antriebsstranges sind m¨oglich. Inhalt: Die Vorlesung behandelt allgemeine Frage des KraftfahrzeugAntriebsstrangs. Den Ausgangspunkt bilden die Anforderungen des Fahrzeugs an den Antrieb. Unter Ber¨ ucksichtigung der Motoreneigenschaften und ihres Kennfeldes lassen sich daraus grundlegende Anforderungen an die u ¨brigen Antriebsstrangkomponenten, wie Kupplung, Getriebe, Gelenkwellen, Bremsen und Reifen, ableiten. Den unterschiedlichen Getriebetypen, wie Schaltgetrieben, konventionellen Automaten, automatisierten Schaltgetrieben und stufenlos verstellbaren Getrieben, wird so viel Raum gewidmet, dass ihre Funktionsweise deutlich wird und eine erste Beurteilung ihrer Eigenschaften erm¨oglicht. Weiter wird auf Hybridantriebskonzepte eingegangen, die beispielsweise Verbrennungsmotoren und Elektromotoren und Getriebe, sowie Abgas- und Ger¨auschemissionen zu verringern. Außerdem wird auf alternative Antriebe, wie etwa Elektroantriebe, eingegangen. Einen weiteren wichtigen Punkt bilden Bremsen und Bremssysteme. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Energietechnik 47

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 180 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 5 Stunden pro Woche, in Summe 70 Stunden, erforderlich. Etwa 54 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 120 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.17

141084: Induktionsmaschinenregelung

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141084 ¨ Vorlesungen und Ubungen Folien rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Dr.-Ing. Carsten Heising Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Freitag den 13.10.2017 Vorlesung Freitags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 04/401 ¨ Ubung Freitags: ab 10:15 bis 11:00 Uhr im ID 04/401 Ziele: Die Studierenden beherrschen einen vertiefenden analytischen Ansatz zur Beschreibung der Induktionsmaschine. Das dazu notwendige mathematische Konzept wird sicher beherrscht. Die Studierenden gehen mit den Beschr¨ ankungen der Stellglieder in Zusammenhang mit der Regelung der Maschine und der komplexen Auswahl geeigneter Regelungsverfahren, an die teilweise kontr¨ are Forderungen gestellt werden, sicher um. Sie erhalten eine Basis f¨ ur die eigenst¨andige wissenschaftliche L¨osung von Problemen bei Induktionsmaschinen und beurteilen existierende L¨osungen und Verfahren in Bezug auf die jeweilige Anwendung und Anforderung sicher. Durch ¨ Mitarbeit bei der Gestaltung der Ubungen erwerben engagierte Studierende Pr¨asentationskompetenz. Inhalt: Selbstgefu uhrung ¨ hrte Stromrichter in dreistr¨angiger Ausf¨ k¨onnen sowohl am Energieversorgungsnetz betrieben, als auch zur Speisung von Induktionsmaschinen eingesetzt werden. So gespeiste Induktionsmaschinen k¨onnen hochdynamisch und h¨ ochst effizient geregelt werden. F¨ ur beide Anwendungsgebiete ist eine direkt an den Eigenschaften des selbstgef¨ uhrten Stromrichters orientierte Regelung erforderlich. Die Beschreibung der dabei zu ber¨ ucksichtigenden Spannungen und Str¨ome erfolgt am g¨ unstigsten mit so genannten Raumzeigern. Dieses hocheffektive mathematische Hilfsmittel wird detailliert eingef¨ uhrt. Darauf aufbauend wird gezeigt, mit welchen Methoden eine Induktionsmaschine geregelt werden kann. Sowohl einfache und kosteng¨ unstige, als auch komplexe und hochdynamisch aufw¨andige Regelverfahren lassen sich mit Hilfe von Raumzeigern sehr gut beschreiben und verstehen. Voraussetzungen: keine 49

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Empfohlene Vorkenntnisse: Beherrschung der Grundlagen der Energietechnik und der Leistungselektronik sowie des Inhalts der Vorlesung ’Elektrische Antriebe’. Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.18

141089: Intelligente Netze

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141089 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr. Michael Laskowski Deutsch 3 4 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Freitag den 21.04.2017 Vorlesung Freitags: ab 09:15 bis 10:45 Uhr im ID 04/401 ¨ Ubung Freitags: ab 11:00 bis 11:45 Uhr im ID 04/401 ¨ Ziele: Die Studierenden erhalten einen Uberblick u ¨ber die Rahmenbedingungen und Handlungsfelder von Verteilnetzen im Zusammenhang mit der Energiewende. Zum Ende der Vorlesung sind sie in der Lage, grunds¨atzliche Strukturen von Intelligenten Netzen“ zu beschreiben und energiewirtschaft” liche und IKT-relevante Aspekte anzuwenden. Inhalt: Die Vorlesung Intelligente Netze“ besch¨aftigt sich mit den Aus” wirkungen der Energiewende auf das Verteilnetz. Insbesondere im Verteilnetz vollzieht sich derzeit ein (r)evolution¨arer Wandel. Dezentrale Einspeiseanlagen (PV, Wind, Biomasse) entstehen meistens dort, wo Verteilnetze historisch bedingt eher schwach ausgelegt sind. Neue Vertriebsprodukte sehen einen deutlich h¨oheren Gleichzei-tigkeitsfaktor vor. Alle deutschen Netzbetreiber haben daher ihren Fokus auf die intelligenten Energienetze“ (Smart ” Grids) mit dem Schwerpunkt Verteilnetze gelenkt. Hierzu geh¨oren L¨osungen im Demand und Supply Side Management sowie im Aufbau von Telekommunikationsinfrastrukturen, die eine st¨arkere Interaktion aller Betriebsmittel und Netzbereiche als je zuvor erm¨oglichen. Die Vorlesung Intelligente Ener” gienetze“ behandelt folgende Themenschwerpunkte: • Gesetzliche Grundlagen der deutschen Energiewirtschaft • Organisation und Handlungsfelder der Energiewirtschaft • Intelligente Energienetze (Smart Grids) Der Themenschwerpunkt Intelligenten Energienetze gliedert sich dabei wie folgt: • Grundlagen von Smart Grids und IKT-Technologie (IKT=Informations- und Kommunikationstechnologie) 51

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

• Flexibilisierung von Last und Erzeugung in Verteilnetzen • Einsatz von Speichern im Verteilnetz • Auswirkungen der Elektromobilit¨at auf Verteilnetze • Digitalisierung des Verteilnetzes, Data Analytics im Verteilnetz, Einsatz von Smart Metern Inhaltlich werden sowohl energiewirtschaftliche und energietechnische als auch IT- und telekommunikationstechnische Inhalte vermittelt. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Solide Grundkenntnisse aus den Wissensgebieten Energietechnik, Informations- und Kommunikationstechnologie Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.19

141408: Ladeeinrichtungen der Elektromobilit¨ at

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141408 Vorlesung rechnerbasierte Pr¨asentation Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Dr.-Ing. Faical Turki Deutsch 3 4 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Vorbesprechung: Freitag den 13.10.2017 ab 15:00 bis 17:30 Uhr im ID 03/471 ¨ Vorlesung m. int. Ubung: nach Absprache Ziele: Die Studierenden haben die F¨ahigkeit, komplexe Aufgabenstellungen der Integration von Elektromobilit¨at in bestehende und zuk¨ unftige Energieversorgungs-Infrastrukturen zu analysieren und sachgerecht zu l¨osen. Inhalt: In der Vorlesung “Netz- und Ladeeinrichtungen der Elektromobilit¨at” werden zun¨achst Problemstellung und Grundbegriffe solcher Ladeeinrichtungen und deren Netzanbindung erl¨autert. Danach folgt eine System¨ ubersicht, welche im Detail die Ankopplung an das Versorgungsnetz, Gleichspannungswandler-Arten, Vor- und Nachteile und Anwendungsf¨alle betrachtet. Gleichspannungswandler ohne und mit Potentialtrennung, deren Schaltungstopologien und Anwendungsm¨oglichkeiten f¨ ur die Elektromobi¨ lit¨at werden im Anschluss daran detailliert vorgestellt, gefolgt von einer Ubersicht u ¨ber Gleichrichter und PFC, deren Bauarten, Funktion, Norm-Auflagen, Netzanschl¨ usse, Netzfilter und Ansteuerung. Ber¨ uhrungslose Energie¨ ubertragung und Ladeeinrichtungen, deren Aufbau, Anschl¨ usse und Kommunikation mit dem Fahrzeug bilden den Abschluss der Vorlesung. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Leistungselektronik Arbeitsaufwand: 120 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 3 SWS entsprechen in Summe 42 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 22 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. 53

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.20

142081: Master-Praktikum Leistungselektronik und Energiesystemtechnik

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

142081 Praktikum Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Deutsch 3 3 Sommersemester

Termine im Sommersemester:

Vorbesprechung: Dienstag den 18.04.2017 ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/419 Ziele: Die Studierenden haben im Praktikum ’Leistungselektronik und Energiesystemtechnik’ Kenntnisse im praktischen Umgang mit leistungselektronischen und energiesystemtechnischen Versuchsaufbauten erworben. Dabei wurden Erfahrungen mit dem Aufbau des eigentlichen Leistungsteils, dem Betrieb der Messtechnik und der Struktur und Parametrierung der Regelung gleichermaßen erlangt. Die Studierenden sind in der Lage, komplexe energietechnische Systeme durch planm¨aßiges Vorgehen und geeignet ausgew¨ahlte Messungen zu analysieren, und durch gezielte Ver¨anderungen der Struktur oder der Reglereinstellung zu optimieren. Durch die Zusammenarbeit in Gruppen wird die Teamf¨ ahigkeit gest¨arkt. Inhalt: In den Versuchen werden praktische Inhalte aus den Gebieten der Leistungselektronik und der Energiesystemtechnik an die Studierenden (Kleingruppen mit 3 bis 4 Teilnehmern) vermittelt. Das Praktikum gliedert sich dabei in vier Teile, deren jeweiliger Anteil dem aktuellen Stand der Technik angepasst wird. Der erste Teil umfasst Versuche mit netzgef¨ uhrten Stromrichtern, bei denen Gleichspannungen oder Gleichstr¨ ome beispielsweise zum Betrieb einer Gleichstrommaschine aus den Wechselspannungen des Energieversorgungsnetzes bereitgestellt werden. Der zweite Teil befasst sich mit der Wandlung von Gleichspannungen mit Hilfe von Hochund Tiefsetzstellern; hier kommen selbstgefu ¨ hrte Stromrichter zum Einsatz. Im dritten Teil wird der Betrieb von Induktionsmaschinen am selbstgef¨ uhrten dreistr¨angigen Stromrichter untersucht. Der vierte Teil behandelt Fragestellungen aus dem Bereich der Energiesystemtechnik. Hier wird beispielsweise das Betriebsverhalten von Windkraftanlagen am Modell untersucht, die u ¨ber Stromrichter geregelt die Energie ins Verteilungsnetz einspeisen. Das Praktikum vertieft das Wissen u ¨ber leistungselektronische Komponenten und besonders wichtige elektrische Maschinen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der systemorientierten Betrachtung von Fragestellun55

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

gen der Energieumwandlung und den daraus resultierenden Aufgaben der Messtechnik. Zudem erlangen die Studierenden auch praktische Erfahrungen mit der Inbetriebnahme und Parametrierung von Regelungen f¨ ur energietechnische Anlagen. Die Versuche des Praktikums greifen Inhalte von Vertiefungsvorlesungen auf, verf¨ ugen aber jeweils u ¨ber eigene didaktisch angepasste Versuchsbeschreibungen. Auf diese Weise k¨onnen didaktische Synergieeffekte zwischen Vertiefungsvorlesungen und Praktikum realisiert werden. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Beherrschung der Grundlagen der Elektrotechnik, der Energietechnik und der Leistungselektronik sowie des Inhalts der Vorlesungen Elektrische Antriebe und Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik. Arbeitsaufwand: 90 Stunden 8 Versuche zu je 4 SWS entsprechen 32 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Vorbereitung werden 24 Stunden (3 Stunden je Versuch f¨ ur 8 Versuche), f¨ ur die Ausarbeitung des Praktikumsberichts 34 Stunden (ca. 4 Stunden je Versuch) veranschlagt. exam: Praktikum, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.21

143081: Master-Seminar temtechnik

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

Energiesys-

143081 Seminar Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt Deutsch 3 3 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Vorbesprechung: Dienstag den 18.04.2017 ab 08:15 im ID 03/411 Seminar Dienstags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 03/411 Ziele: Die Studierenden haben die selbst¨ andige, wissenschaftsorientierte Aufarbeitung komplexer technischer Zusammenh¨ange mit dem Ziel, diese anderen Studierenden in einem Vortrag verst¨andlich zu vermitteln erlernt und ge¨ ubt. Sie haben sich die F¨ahigkeit zum akademischen Umgang mit technischer und wissenschaftlicher Literatur angeeignet, indem sie ein Thema in ausgew¨ahlten Ausz¨ ugen aus verschiedenen Quellen umfassend verstehen und darstellen. Inhalt: Ausgew¨ ahlte Themen der Energiesystemtechnik werden von den Studierenden eigenst¨ andig erarbeitet und f¨ ur die Pr¨asentation in einem Vortrag aufbereitet. Das Spektrum der Themen umfasst: Stromrichter und ihre Regelung, elektrische Maschinen und ihre Regelung, Photovoltaik, Windenergiekonverter, Energie- und Batteriemanagement und Themen aus dem Umfeld der Elektromobilit¨at. Das Seminar greift damit Themen aus Vertiefungsvorlesungen des Instituts auf. So k¨onnen didaktische Synergieeffekte zwischen den Vorlesungsinhalten und der detaillierten eigenst¨andigen Darstellung im Seminar genutzt werden. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Grundlagenwissen aus der Elektrotechnik und der Energietechnik.Fachwissen aus den Vorlesungen “Einf¨ uhrung in die Energiesystemtechnik” und “Elektrische Antriebe”. Grundtechniken zur Aufarbeitung und Pr¨asentation ingenieurwissenschaftlicher Themen. Arbeitsaufwand: 90 Stunden

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Es finden 8 Seminare mit einer Dauer von jeweils 2 Stunden statt, damit ergeben sich 16 Stunden Anwesenheitspflicht. Jeder Studierende bereitet einen - umfangreichen - Seminarvortrag einschließlich der zugeh¨origen Pr¨asentationsunterlagen vor. Einschließlich der Literaturrecherche sind dazu 74 Stunden erforderlich. exam: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.22

143000: Master-Seminar Moderne Verfahren der Regelungstechnik

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

143000 Seminar Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze M. Sc. Christian W¨olfel Deutsch 3 3 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Vorbesprechung: Dienstag den 17.10.2017 ab 10:15 im ID 2/553 Seminar Dienstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/401 Ziele: Die Studierenden haben Kenntnisse zur wissenschaftlichen Behandlung eines gegebenen Themas durch Literaturstudium, Vorbereitung und Durchf¨ uhrung einer Pr¨asentation mit anschließender Diskussion sowie Ausarbeitung eines schriftlichen Berichts. Inhalt: Im Seminar werden Themen behandelt, die spezielle Gebiete moderner Verfahren der Regelungstechnik vertiefen. Hierzu geh¨oren: • Anwendung der Graphentheorie in der Regelkreissynthese und -analyse und Steuerbarkeits- und Beobachtbarkeitsanalyse mittels Graphentheorie • Entwurf pr¨adiktiver Regelungen • Robustheit von Regelungen • Rekonfiguration von Regelkreisen • Analyse von Totzeitsystemen in vernetzten Regelungen Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Lehrveranstaltung • Mehrgr¨oßensysteme und digitale Regelung 59

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 90 Stunden Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 20 Stunden Pflichtteilnahme an festgelegten Terminen. F¨ ur die Bearbeitung des Seminarthemas sind 50 Stunden erforderlich. 20 Stunden sind f¨ ur die Vorbereitung der Pr¨asentation und Ausarbeitung des Berichtes vorgesehen. exam: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.23

143001: Master-Seminar Prozessautomatisierung

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

143001 Seminar Folien Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze M. Sc. Christian W¨olfel Deutsch 3 3 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Vorbesprechung: Donnerstag den 27.04.2017 ab 12:00 im ID 2/553 Seminar Donnerstags: ab 12:15 bis 14:15 Uhr im ID 03/411 Ziele: Die Studierenden haben Kenntnisse zur wissenschaftlichen Behandlung eines gegebenen Themas durch Literaturstudium, Vorbereitung und Durchf¨ uhrung einer Pr¨asentation mit anschließender Diskussion, sowie zur Ausarbeitung eines schriftlichen Berichts. Inhalt: Im Seminar werden Themen behandelt, die im Rahmen des Studienschwerpunktes Automatisierungstechnik von Interesse sind. Es werden sowohl softwaretechnische Anwendungen, als auch Versuchsanlagen des Lehrstuhls thematisiert. Der industrielle Einsatz der Automatisierungstechnik ist ein weiteres relevantes Themengebiet. In den Seminarthemen werden folgende Gebiete behandelt: • Prozessmesstechnik • Prozessmodellbildung • Diagnose technischer Systeme • Steuerungstechnik • CAD-Systeme f¨ ur die Automatisierungstechnik Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Lehrveranstaltung • Systemdynamik und Reglerentwurf 61

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 90 Stunden Der Arbeitsaufwand berechnet sich wie folgt: 20 Stunden sind Pflichtteilnahme an festgelegten Terminen. F¨ ur die Bearbeitung des Seminarthemas sind 50 Stunden erforderlich. 20 Stunden sind f¨ ur die Vorbereitung der Pr¨asentation und Ausarbeitung des Berichtes vorgesehen. exam: Seminarbeitrag, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.24

140003: Master-Startup ETIT

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozenten: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

140003 Beliebig Prof. Dr.-Ing. Thomas Musch Dr.-Ing. Christoph Baer Dipl.-Ing. Jan Abrolat Deutsch 2 1 Wintersemester und Sommersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Mittwoch den 11.10.2017 ab 15:00 bis 16:00 Uhr im ID 04/413 Tutorium Mittwochs: ab 15:00 bis 17:00 Uhr im ID 04/413 Termine im Sommersemester: Beginn: Mittwoch den 26.04.2017 ab 15:00 bis 16:00 Uhr im ID 04/413 Tutorium Mittwochs: ab 15:00 bis 17:00 Uhr im ID 04/413 Ziele: Die Studierenden haben eine Erleichterung des Einstiegs in das Studium; die Studierenden sind untereinander vernetzt und haben Einsicht in Berufsbilder, Karrierem¨oglichkeiten etc. Inhalt: Studienbegleitende Informationen, Exkursionen, Vortr¨age etc. Programm SoSe 2017: 25.04.17 Vorstellung 03.05.17 RUB- Wie geht das? 10.05.17 Lehrstuhlf¨ uhrung 17.05.17 Planetarium 24.05.17 Vom Master zur Promotion /Research School 14.06.17 Rubissimo- Das Uni Sommerfest 21.06.17 Vorstellung der VDE HSG 28.06.17 Zeche Zollverein 12.07.17 Dos and Don’ts in m¨ undlichen Pr¨ ufungen 19.07.17 RF-DAYS 2017 26.07.17 Exkursion (TBD) Weitere Infos im Moodle Kurs “Master Start UP ETIT” Arbeitsaufwand: 30 Stunden Es handelt sich um eine freiwillige Zusatzveranstaltung. Es kann 1 LP (Anerkennung als freies Wahlfach) erworben werden. 63

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

exam: None, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.25

144101: Masterarbeit ETIT

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: Leistungspunkte: angeboten im:

144101 Masterarbeit Studiendekan ETIT Hochschullehrer der Fakult¨at ET/IT Deutsch 30 Wintersemester und Sommersemester

Termine im Wintersemester: Abschlussarbeit: nach Absprache Termine im Sommersemester:

Abschlussarbeit: nach Absprache Ziele: Die Teilnehmer sind mit Arbeitsmethoden der wissenschafltichen Forschung und der Projektorganisation vertraut. Ihre fortgeschrittenen Kenntisse und Arbeitsergebnisse k¨onnen sie verst¨andlich pr¨asentieren. Inhalt: Weitgehend eigenst¨andige L¨osung einer wissenschaftlichen Aufgabe unter Anleitung. Pr¨asentation der eigenen Ergebnisse der Masterarbeit. Voraussetzungen: siehe Pr¨ ufungsordnung Empfohlene Vorkenntnisse: Vorkenntnisse entsprechend dem gew¨ahlten Thema erforderlich Arbeitsaufwand: 900 Stunden 6 Monate Vollzeitt¨atigkeit exam: Abschlussarbeit, studienbegleitend

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.26

141400: Mechatronische Antriebssysteme

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141400 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Dr.-Ing. Matthias Kr¨ uger Deutsch 4 5 Sommersemester

Termine im Sommersemester: Beginn: Dienstag den 25.04.2017 Vorlesung Dienstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 03/445 ¨ Ubung Dienstags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 03/445 Ziele: Die Studierenden k¨onnen komplexe Antriebssysteme unter Ber¨ ucksichtigung der Wechselwirkungen der Teilsysteme untereinander mathematisch modellieren. Sie sind in der Lage eine u ¨bergeordnete Regelung zu konzipieren und auszulegen. Inhalt: In der Vorlesung ’Mechatronische Antriebssysteme’ werden zun¨achst die Methoden der Systembeschreibung vermittelt. Danach wird ¨ detailiert auf die Ubertragungsfunktionen von elementaren Systemeinheiten (Getriebe, drehelastische Kupplung, leistungselektronische Stellglieder, Sensoren, mechanisch-elektrische Energiewandler, elektrische Antriebsmotoren), auf die Diskretisierung der Systemstruktur und die Modellbildung mit besonderem Augenmerk auf dem station¨arem und dynamische Verhalten eingegangen. Um diese komplexen Systeme mathematisch modellieren zu k¨onnen ist eine Ordnungsreduktion erforderlich, wof¨ ur in der Vorlesung Verfahren vorgestellt werden. Im Rahmen der theoretischen und experimentellen Systemanalyse werden abschließend komplette Antriebssysteme mit den zugeh¨origen Regelungen (Drehzahl- und Drehmomentregelung sowie aktive Torsionsschwingungsd¨ampfung) modelliert und ausgelegt. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Physik, Leistungselektronik, Regelungstechnik Arbeitsaufwand: 150 Stunden

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.27

148231: Mobile mechatronische Antriebssysteme

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

148231 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Deutsch 4 5

Ziele: Die Studierenden haben die F¨ahigkeit erlangt, Fragestellungen der elektrisch-mechanischen Energieumwandlung in mobilen Systemen ganzheitlich zu analysieren. Dabei bilden Systeme zum Zweck der Fortbeweung einen wesentlilchen Schwerpunkt. Die Studierenden beherrschen eine systemorientierte und interdisziplin¨are Betrachtungsweise. Inhalt: In der Vorlesung ’Mobile mechatronische Antriebssysteme’ werden zun¨achst die Methoden der Systembeschreibung vermittelt. Danach wird detailliert auf das Betriebsverhalten von elementaren Systemeinheiten (Getriebe, drehelastische Kupplung, leistungselektronische Stellglieder, Sensoren, mechanisch-elektrische Energiewandler), auf die Diskretisierung der Systemstruktur und die Modellbildung mit besonderem Augenmerk auf station¨ares und dynamisches Verhalten eingegangen. Um diese komplexen Systeme mathematisch modellieren zu k¨onnen ist eine Ordnungsreduktion erforderlich, wof¨ ur in der Vorlesung Verfahren vorgestellt werden. Im Rahmen der theoretischen und experimentellen Systemanalyse werden abschließend komplette Antriebssysteme mit den zugeh¨origen Regelungen (Drehzahl- und Drehmomentregelung sowie aktive Torsionsschwingungsd¨ampfung) modelliert und ausgelegt. Dar¨ uber hinaus wird besonderer Augenmerk auf die Betriebsbedingungen, die aus dem mobilen Einsatz resultieren, gelegt. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Vorlesungen Grundlagen der Energietechnik, Elektrische Antriebe, Systemdynamik und Reglerentwurf Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. 68

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.28

141105: Nichttechnische Veranstaltungen

Nummer: Lehrform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: angeboten im:

141105 Beliebig Dekan Dozenten der RUB Deutsch Wintersemester und Sommersemester

Ziele: Innerhalb des Moduls setzen die Studierenden entsprechend ihrer Interessen verschiedene Schwerpunkte. Daf¨ ur steht Ihnen das breite Angebot der ganzen Universit¨at zur Verf¨ ugung. Sie beherrschen entsprechend ihrer Auswahl verschiedene Schl¨ usselqualifikationen. Inhalt: Neben den in der Studiengangs¨ ubersicht angegebenen Lehrveranstaltungen k¨onnen die Studierenden aus dem Angebot der Ruhr-Universit¨at weitere Veranstaltungen ausw¨ahlen. Es muss sich dabei um nichttechnische F¨acher handeln. Ausgenommen sind somit die F¨acher der Ingenieurwissenschaften sowie der Physik und Mathematik. M¨oglich Inhalte sind dagegen Sprachen, BWL, Jura, Chemie etc. Beispielsweise gibt es verschiedene spezielle Englischkurse: Es wird ein Kurs Technisches Englisch f¨ ur Bachelorstudierende der Fakult¨at angeboten. Außerdem wird ein weiterf¨ uhrender Englischkurs Projects and management in technical contexts f¨ ur Masterstudierende angeboten. Schließlich richtet sich der allgemeine Kurs Engineer your careers an Bachelor- und Masterstudierende. Aus anderen Bereichen gibt es folgende Kurse: Der Ingenieur als Manager Angewandte Methoden zur Trendforschung und Ideenfindung . Methods and Instruments of Technology Management Scientific Working Im Zusammenhang mit dem Thema “Existenzgr¨ undung” gibt es folgenden Kurs: Coaching f¨ ur Existenzgr¨ under Bei der Auswahl kann außerdem das Vorlesungsverzeichnis der RuhrUniversit¨at verwendet werden, eine Beispiele sind: 0em BWL: http://www.ruhr-uni-bochum.de/zfoeb/ Sprachen: http://www.ruhr-uni-bochum.de/zfa/ 70

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Recht: http://www.ruhr-uni-bochum.de/ls-kaltenborn/ qualifikationszentrum%20recht.html Schreibzentrum: http://www.sz.ruhr-uni-bochum.de/index. html (z.B. Vorbereitung auf die Abschlussarbeit ) Bitte beachten Sie, dass die Vorlesungen “BWL f¨ ur Ingenieure” und “BWL f¨ ur Nicht¨okonomen” identischen Inhalt haben und deshalb nur eine von beiden Veranstaltungen anerkannt werden kann. Gleiches gilt f¨ ur die Veranstaltungen “Kostenrechnung” und “Einf¨ uhrung in das Rechnungswesen/Controlling”. Voraussetzungen: entsprechend den Angaben zu der gew¨ahlten Veranstaltungen Empfohlene Vorkenntnisse: entsprechend den Angaben zu der gew¨ahlten Veranstaltungen exam: m¨ undlich, 30 Minuten Beschreibung der Pru ufung kann entsprechend ¨ fungsleistung: Die Pr¨ der gew¨ahlten Veranstaltungen variieren.

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.29

141403: Regenerative elektrische Energietechnik

Nummer: Lehrform: Medienform: Verantwortlicher: Dozent: Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141403 ¨ Vorlesungen und Ubungen rechnerbasierte Pr¨asentation Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Dienstag den 17.10.2017 Vorlesung Dienstags: ab 08:15 bis 09:45 Uhr im ID 04/413 ¨ Ubung Dienstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/413 Ziele: Die Studierenden k¨onnen das Potential der verschiedenen regenerativen Energiequellen standortabh¨angig beurteilen und eine nutzungsspezifische Beschreibung erstellen. Aufbauend auf Fachwissen u ugbare ¨ber verf¨ Technologien zur Nutzung regenerativer Energiequellen sind die Studierenden bef¨ahigt, Energieversorgungssysteme auf der Basis von regenerativen Energiequellen zu konzipieren, auszulegen sowie deren Realisierung zu leiten. Des Weiteren haben die Studierenden die wissenschaftliche Qualifikation, um im Bereich der Weiterentwicklung regenerativer Energienutzung in Industrie und Forschung t¨atig zu sein. Inhalt: In der Vorlesung ’Regenerative Energietechnik’ werden, aufbauend ¨ auf einer Ubersicht der verf¨ ugbaren Energietr¨ager, Sonne, Wind, geothermischer W¨arme und Biomasse, sowie den f¨ ur die Energiewandlung notwendigen thermischen, chemischen, mechanischen und elektrischen Prozessen, die M¨oglichkeiten der antropogenen Nutzung der regenerativen Energien vermittelt. Dabei wird detailliert auf die nutzbaren Potentiale der Sonnenenergie, der Windenergie, der geothermischen Energie und der Biomasse, sowie auf die Technologien zu ihrer Nutzung eingegangen. Davon ausgehend wird ihr station¨ares und dynamisches Betriebsverhalten dargestellt. Besonderes Augenmerk liegt auf der nutzungsgerechten Beschreibung der Energiequellen und der Auswahl der f¨ ur die vorliegende Energieform sinnvollsten Energieumwandlungskette. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Physik, Leistungselektronik, Regelungstechnik 72

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der ¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: m¨ undlich, 30 Minuten

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KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

2.30

141007: Systemdynamik und Reglerentwurf

Nummer: Lehrform: Medienform:

Verantwortlicher: Dozenten:

Sprache: SWS: Leistungspunkte: angeboten im:

141007 ¨ Vorlesungen und Ubungen Blackboard Folien Tafelanschrieb Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze Prof. Dr.-Ing. Jan Lunze M. Sc. Philipp Welz M. Sc. Christian W¨olfel Deutsch 4 5 Wintersemester

Termine im Wintersemester: Beginn: Dienstag den 10.10.2017 Vorlesung Dienstags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 04/471 Vorlesung Dienstags: ab 12:15 bis 13:45 Uhr im ID 04/459 ¨ Ubung Donnerstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/471 ¨ Ubung Donnerstags: ab 10:15 bis 11:45 Uhr im ID 04/459 Ziele: Die Studierenden haben fachspezifische Kenntnisse der Regelungstechnik zur Modellbildung, Analyse und Entwurf von Reglern, Grundkenntnisse f¨ ur den Umgang mit dem Programmsystem MATLAB. Inhalt: Verhalten linearer kontinuierlicher Systeme und Entwurf einschleifiger Regelungen, Methoden zur Modellbildung im Zeitbereich und im Frequenzbereich, zur Analyse des Verhaltens linearer Systeme, zur Stabilit¨atsanalyse r¨ uckgekoppelter Systeme und zum Reglerentwurf. Einf¨ uhrung in das Programmpaket MATLAB f¨ ur rechnergest¨ utzte Analyse und Entwurf. Voraussetzungen: keine Empfohlene Vorkenntnisse: Inhalte der Lehrveranstaltung • Automatisierungstechnik Arbeitsaufwand: 150 Stunden Der Arbeitsaufwand ergibt sich wie folgt: 14 Wochen zu je 4 SWS entsprechen in Summe 56 Stunden Anwesenheit. F¨ ur die Nachbereitung der 74

KAPITEL 2. VERANSTALTUNGEN

¨ Vorlesung und die Vor- und Nachbereitung der Ubungen sind etwa 4 Stunden pro Woche, in Summe 56 Stunden, erforderlich. Etwa 38 Stunden sind f¨ ur die Klausurvorbereitung vorgesehen. exam: schriftliche Pr¨ ufung, 120 Minuten Literatur: [1] Lunze, Jan ”Regelungstechnik 1: Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen - 11. Aufl.”, Springer Verlag, 2016

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