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Cyber-Physical Systems (CPS)5 ECTS (englische Bezeichnung: Cyber-Physical Systems)
Modulverantwortliche/r: Torsten Klie Lehrende:
Torsten Klie
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 2.3.2019
Vertiefungsrichtung Hardware-Software-Co-Design (30500)
Vertiefungsrichtung Hardware-Software-Co-Design (33596)
6 Eingebettete Systeme (41001)
6 Eingebettete Systeme (41363)
M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV) (42936)
Vertiefungsmodule aus der Studienrichtung Bildgebende Verfahren (43092)
Wahlpflichtbereich Informatik (43829, 1 Semester)
Startsemester: |
SS 2019 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
halbjährlich (WS+SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Cyber-Physical Systems
(Vorlesung, 2 SWS, Torsten Klie, Di, 16:15 - 17:45, 02.133-113)
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Übung zu Cyber-Physical Systems
(Übung, 2 SWS, Torsten Klie, Di, 14:15 - 15:45, 02.133-113)
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:
www: https://www.cs12.tf.fau.de/lehre/lehrveranstaltungen/vorlesungen/cyber-physical-systems/
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Mechatronik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Mechatronik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtmodule | 6 Eingebettete Systeme)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Cyber-Physical Systems (Prüfungsnummer: 451696)
(englischer Titel: Cyber-Physical Systems)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 37051 Hardware-Software-Co-Design (5 ECTS) (Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 38051 Hardware-Software-Co-Design (5 ECTS) (Informatik (Master of Science) 2010, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 49851 Vertiefungsrichtung Eingebettete Systeme (5 ECTS) (Mechatronik (Bachelor of Science) 2009, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 49851 Vertiefungsrichtung Eingebettete Systeme (5 ECTS) (Mechatronik (Master of Science) 2012, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
- 18012 Ingenieurwissenschaftliches Kernmodul (Prüfung, Form: schriftlich oder mündlich, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, Platzhalter).
- 17052 Vertiefungsmodul aus dem Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren (Medizintechnik (Bachelor of Science) 2013, Prüfung, Form: variabel, Zehntelnoten, Dauer: -, 5.0 ECTS, Platzhalter).
- 17001 Computer Science (5 ECTS) (Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) 2013, Prüfung, Form: mehrteilige Prüfung, Zehntelnoten, Dauer: -, 5 ECTS, Platzhalter).
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- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2019, 1. Wdh.: WS 2019/2020
1. Prüfer: | Torsten Klie (100126) |
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