Cyber-Physical Systems (CPS)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Cyber-Physical Systems)
(Prüfungsordnungsmodul: Cyber-Physical Systems)

Lehrveranstaltungen:

• • Cyber-Physical Systems
    (Vorlesung, 2 SWS, Torsten Klie, Di, 12:15 - 13:45, 0.151-115)
  • Übung zu Cyber-Physical Systems
    (Übung, Torsten Klie, Do, 14:15 - 15:45, 00.151-113)

Inhalt:

Klassische Computersysteme zeichnen sich durch eine strikte Trennung von realer und virtueller Welt aus. Moderne Steuerungssysteme, die z.B. in modernen Fahrzeugen verbaut sind und die aus einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren bestehen, entsprechen diesem Bild nur sehr eingeschränkt.

Diese Systeme, oft "Cyber-Physical Systems (CPS)" genannt, erkennen ihre physische Umgebung, verarbeiten diese Informationen und können die physische Umwelt auch koordiniert beeinflussen. Hierzu ist eine starke Kopplung von physischem Anwendungsmodell und dem Computer-Steuerungsmodell nötig. Im Unterschied zu Eingebetteten Systemen bestehen CPS meist aus vielen vernetzten Komponenten, die sich selbständig untereinander koordinieren. Diese Vorlesung spannt den Bogen von kontrolltheoretischen Grundlagen über Selbstorganisiationsprinzipien bis hin zu visionären Anwendungen aus den Bereichen Verkehr und Medizintechnik. Ferner werden Entwurfsmethoden für Cyber-Physical Systems vorgestellt.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erläutern, was Cyber-Physical Systems sind und auf welchen technologischen Grundlagen sie aufbauen, insbesondere in den Bereichen Regelungstechnik, Ablaufplanung, Kommunikation und Selbstorganisation

• bewerten CPS in verschiedenen Anwendungsgebieten

• stellen den Entwurfsprozess von CPS dar, insbesondere die Modellierung und die grundlegende Programmierung

• entdecken wesentliche Herausforderungen beim Entwurf, Ausbringung und Einsatz von CPS
  

Literatur:

Otto Föllinger Regelungstechnik. Hüthig 1992.
Rolf Isermann Mechatronische Systeme. Springer 2008.
Hilmar Jaschek und Holger Voos Grundkurs der Regelungstechnik. Oldenbourg 2010.
Jörg Kahlert Crash-Kurs Regelungstechnik. VDE Verlag 2010.
Wolfgang Schneider Praktische Regelungstechnik. Vieweg+Teubner 2008.
Wayne Wolf Computers as Components: Principles of Embedded Computing System Design. Elsevier 2008
Dave Hakkens Projekt „Phonebloks“. 2013
Dustin Earley Motorola’s Project Ara is the modular phone of the future. Android and Me 2013

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Informatik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Wahlpflichtbereich | Säule der systemorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Hardware-Software-Co-Design | Cyber-Physical Systems)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mündliche Prüfung Cyber-Physical Systems (Prüfungsnummer: 636348)

(englischer Titel: Oral Examination on Cyber-Physical Systems)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5.0 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: SS 2020

1. Prüfer:

Torsten Klie

Termin: 18.02.2020, 11:00 Uhr, Ort: H 8 TechF
Termin: 18.08.2020, 08:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 23.02.2021, 16:00 Uhr, Ort: H 11