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Quelle:
Robert Bosch GmbH
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Automatisierungstechnik
Die
Automatisierungstechnik befasst sich mit Verfahren zur selbstständigen
Steuerung technischer Anlagen. Diese Zielsetzung findet sich in vielen
Bereichen, beispielsweise bei der Steuerung von Elektroenergienetzen, der
Regelung und Optimierung verfahrenstechnischer Anlagen, der Überwachung
der Verkehrsdichte und Steuerung von Fahrzeugströmen in der
Verkehrstechnik, der Steuerung von Robotern und Fertigungszellen oder in der
Gebäudeautomatisierung. Die Automatisierungstechnik trägt damit
entscheidend zum sicheren, ökonomischen und umweltschonenden Betrieb von
Geräten und Anlagen bei, wie Autopiloten bei Flugzeugen, die
Motorsteuerung und Antiblockiersysteme in Kraftfahrzeugen oder die Regelung der
häuslichen Heizungsanlage zeigen.
Um diese Aufgaben lösen
zu können, müssen dynamische Modelle der zu steuernden Anlage
aufgestellt, die wichtigsten Eigenschaften dieser Anlagen analysiert, sowie
Regelungen und Steuerungen entworfen und realisiert werden. Dafür gibt es
Vorgehensweisen, die weitgehend losgelöst sind von den technischen
Gegebenheiten und der physikalischen Beschaffenheit des zu steuernden Objektes
und die deshalb in den genannten Anwendungsgebieten gleichermaßen
einsetzbar sind. Wer Automatisierung studiert, hat also vielfältige
Berufschancen, z.B. in der Kraftfahrzeugtechnik, Verfahrenstechnik, Luft- und
Raumfahrt, Fertigungstechnik, sowie in nichttechnischen Gebieten wie der
Medizin oder Wasserwirtschaft.
Automatisierungstechniker greifen auf
Verfahren der technischen Informatik für die Gestaltung
zweckmäßiger Rechnerarchitekturen und für die
Echtzeitprogrammierung der Steuerungsalgorithmen sowie auf Methoden der
Kommunikationstechnik für die Signalverarbeitung und -übertragung
zurück, was den interdisziplinären Charakter dieses Fachgebietes
verdeutlicht.
Foto: ESP – Elektronisches Stabilitäts-Programm
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Automatisierungstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
Automotive & Robotik,
TU
Dortmund
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Quelle:
Audi AG
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Automotive Technologien & Systeme
Steigende Kundenanforderungen an Funktionen für Sicherheit,
Wirtschaftlichkeit, Komfort, Agilität und Kommunikation auf der einen
Seite und gesetzliche Auflagen hinsichtlich der Emissionen und dem Schutz
anderer Verkehrsteilnehmer auf der anderen Seite können nur durch eine
weitere Zunahme der Elektronik im Kraftfahrzeuge erfüllt werden. Dabei
wird bereits heute ein Oberklassenfahrzeug wesentlich durch seine
Elektronikfunktionen definiert. Gegenwärtig werden Systeme integriert, die
den Fahrer bei Routineaufgaben oder auch in Extremsituationen
unterstützen, der Mensch ist meist noch an der Ausführung beteiligt.
In naher Zukunft werden Elektroniksysteme einzelne sicherheitsrelevante
Aufgaben komplett übernehmen. Erste Schritte in Richtung autonomes Fahren
werden damit gemacht. Die Komplexität der Elektronik und auch der Software
wird dadurch um ein Vielfaches zunehmen. Auch im Bereich der Energieversorgung
oder der Kommunikationstechnik im Fahrzeug stehen uns bahnbrechende
Innovationen bevor: Hybridantriebe oder Car-to-Car Kommunikation sind hier
Stichworte. Die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen umfassen sowohl
die funktionale als auch die räumliche Zusammenführung der den
verschiedenen Domänen (Maschinenbau, Elektro- und Informationstechnik)
angehörenden Komponenten.
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Automotive & Robotik,
TU
Dortmund
Automatisierungstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
LS Kommunikationstechnik,
TU Dortmund
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Bildsignalverarbeitung
Die
Bildsignalverarbeitung kommt zur Anwendung in der kommerziellen
Bildverarbeitung auf Anwendungen der bildbasierten Überwachung und
Navigation z.B. für den Einsatz in Automotive- und Robotik-Systemen.
Weiterhin werden Verfahren der Bildsignalverarbeitung bei elektronischen Medien
eingesetzt. Die Anwendungen hier erstrecken sich von der (Film-) Produktion bis
zur Großbild-Visualisierung auf HDTV-Displays mit höchster
Bildqualität.
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Informations- &
Kommunikationstechnik,
TU Dortmund
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Quelle:
LS für Nachrichtentechnik
Ruhr-Universität Bochum
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Digitale Übertragungstechnik
Die
moderne Kommunikationstechnik ist heute allgegenwärtig und ihre Dienste
sind in der Regel mobil verfügbar, wie etwa in der Mobilfunktelefonie oder
aber auch beim digitalen Fernsehen. Die Übertragung der
ursprünglichen analogen Signale, also zum Beispiel die menschliche Sprache
oder ein aufgenommenes Bild, erfolgt digital. Die grundsätzlichen Probleme
der Übertragung resultieren aus zeitlich sich ändernden
Übertragungsbedingungen und störendem Rauschen der Umgebung. In der
Vorlesung wird der prinzipielle Aufbau eines digitalen Übertragungssystems
vorgestellt und die einzelnen Bausteine werden in ihrer Funktionsweise
erklärt. Sie lernen, welchen Anforderungen Übertragungssysteme
unterworfen sind und Sie erhalten konkrete Konzepte zur technischen Umsetzung.
Mit den in der Vorlesung erworbenen Kenntnissen können Sie außerdem
die Güte eines Übertragungssystems anhand gängiger
Kenngrößen beurteilen und Ihnen sind die wichtigsten Begriffe des
technischen Sprachgebrauchs geläufig.
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Kommunikationstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
LS Hochspannungstechnik & EMV,TU Dortmund
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Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
Die EMV ist heute eine gesetzlich geforderte Eigenschaft aller
elektrischen Einrichtungen, die als friedliche Koexistenz von ungewollten
Sendern und Empfängern elektromagnetischer Energie verstanden wird. Die
wissenschaftliche Aufgabe besteht darin, Auslegungsregeln für elektrische
Einrichtungen zu begründen, die ohne Behinderung der gewünschten
Funktionalität höchste Störsicherheit bei geringster Emission
versprechen. Die bisher dominierende empirisch-experimentelle Vorgehensweise
wird zunehmend durch theoretisch-simulatorische Verfahren ersetzt.
Foto: Modenverwirbelungskammer zur Erzeugung hoher
Prüffeldstärken in Bereich 100 MHz … 10 GHz
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Informations- &
Kommunikationstechnik,
TU Dortmund
Automotive & Robotik,
TU
Dortmund
Elektrische Energietechnik,
Universität Dortmund
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Quelle:
LS Energiesystem und Energiewirtschaft,
TU Dortmund
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Energiesystemtechnik
Die
Energiesystemtechnik befasst sich mit dem Zusammenwirken energie- und
informationstechnischer Komponenten zur sicheren, umweltfreundlichen und
wirtschaftlichen Energieversorgung. Die kontinentweite Vernetzung, der
transeuropäische Energiemarkt, effiziente Anlagen und Antriebstechnik
sowie die Einbindung dezentraler und regenerativer Energiequellen sind nur
einige der Herausforderungen. Darüber hinaus bestehen energietechnische
Fragestellungen u.a. auch im Automobilbereich, wo elektrische Energie über
das Bordnetz zur Versorgung immer anspruchsvollerer Hilfs- und Zusatzsysteme
bereitgestellt wird, oder auch in der Robotertechnik und Mechatronik.
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Elektrische Energietechnik,
TU Dortmund
Automatisierungstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
AG für Energiesystemtechnik, Ruhr-Universität Bochum
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Energiesystemtechnik und regenerative
Energietechnik
Die Nutzung regenerativer Energien, beispielsweise
von Windkraft oder Biomasse, erfordert zukunftsweisende Technologien aus vielen
Bereichen der Elektrotechnik und des Maschinenbaus. Die Charakteristik des
Primärenergie-Angebotes, die Richtlinien für die
Energiebereitstellungsqualität sowie umweltspezifische und wirtschaftliche
Aspekte definieren Rahmenbedingungen. Diese sind bei der Konzeption, Auslegung
und Optimierung von Energiesysteme zu berücksichtigen. Das im Studium
vermittelte Wissen aus den Kernbereichen Leistungselektronik, Antriebstechnik
und regenerativer Energietechnik begründet die Kompetenz, diesen
umfangreichen Anforderungen unter Berücksichtigung der hohen
Komplexität gerecht zu werden. Beispielsweise bestimmen Standortfaktoren
die Verfügbarkeit der Ausgangsenergie sowie die Art der Anbindung an das
lokale Energieverteilungsnetz und fordern flexible, fallbezogene
Lösungskonzepte.
Foto: Windkraftanlage
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Energiesystemtechnik und
regenerative Energietechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
LS
Allgemeine Informationstechnik und Kommunikationsakustik
Ruhr-Universität Bochum
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Kommunikationsakustik
Das Forschungsgebiet
Kommunikationsakustik umfasst die Sprachkommunikation, die
physikalische Akustik und die Hörakustik, sowie grundsätzliche
Methoden der statistischen Signalmodellierung und der adaptiven Filter. Dabei
spielt die Analyse und die Modellbildung der menschlichen Spracherzeugung und
des menschlichen Hörorgans, sowie die digitale Sprach- und
Audiosignalverarbeitung eine besondere Rolle. Wichtige Anwendungsfelder sind
mobile Kommunikationsendgeräte, die Mensch-Maschine-Kommunikation,
Hörgeräte und Cochlea-Implantate, multimodale virtuelle Umgebungen
und die Fahrzeugakustik.
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Kommunikationstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
Siemens AG,
Transportation Systems
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Mechatronische Antriebssysteme
Moderne
Antriebssysteme müssen höchste Leistungen und präzise
Steuerbarkeit mit möglichst geringem Energieverbrauch bieten. Die
hierfür benötigte elektrische Energie wird mit Hilfe von
Leistungselektronik gezielt gesteuert. Wissen über Leistungselektronik,
elektrische Maschinen sowie Mess- und Regelungstechnik spielt eine zentrale
Rolle bei der Entwicklung solcher Systeme. Darüber hinaus ist es von
essentieller Bedeutung für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer bei
der Auslegung und Optimierung von komplexen Antriebssystemen das Verhalten der
gesamten Energieumwandlungsstrecke, wie z. B. die Wechselwirkung des
mechanischen und des elektrischen Teil-Antriebssystems untereinander zu
berücksichtigen. Einsatzbereiche sind in der Verkehrstechnik (Bahnen und
Kraftfahrzeuge) sowie in vielen Bereichen des Maschinenbaus zu finden. Auch die
Nutzung regenerativer Energien, vor allem aus Wind und Biomasse, benötigt
solche Systeme. Diese arbeiten dann als Generatoren am Energieversorgungsnetz.
Aufeinander abgestimmte Vorlesungen vermitteln das zum Verständnis und zum
Entwurf solcher Systeme erforderliche Wissen und Verständnis.
Foto: Velaro-E-Kopf
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Energiesystemtechnik und
regenerative Energietechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
Fakultät ETIT,
TU Dortmund
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Mikrosystemtechnik & Mikroelektronik
Mikroelektronische Schaltkreise bilden die hardwaremäßige Grundlage
unserer modernen Informations- und Technikgesellschaft. Die zunächst in
der Mikroelektronik entwickelten Technologien zur Erzeugung von Mikro- und
Nanostrukturen werden heute in der Mikrosystemtechnik eingesetzt, um
mikromechanische, mikrooptische und mikrofluidische Bauelemente zu entwickeln
und diese zusammen mit mikroelektronischen Schaltkreisen zu intelligenten
Mikrosystemen für Anwendungen in der Sensorik, Aktorik und Analytik zu
kombinieren. Während des Studiums lernen Sie alle notwendigen Geräte
und Reinräume kennen, um mikrosystemtechnische Komponenten zu entwerfen,
zu realisieren und zu testen: Mikroelektronische Schaltkreise auf der Basis von
CMOS-Technik, mikromechanische und mikrooptische Bauteile auf der Basis von
Silizium sowie mikrooptische und mikrofluidische Systeme aus polymeren
Werkstoffen.
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Mikrosystemtechnik &
Mikroelektronik,
TU Dortmund
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Quelle:
LS Kommunikationsnetze,
TU Dortmund
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Mobile & Drahtlose Kommunikation
Im
Bereich der Telekommunikation sind mit dem Internet ganz neue Anwendungsklassen
(z.B. IP-TV) entstanden, die sehr hohe, aktuell noch nicht erfüllbare
Anforderungen an eine drahtlose bzw. mobile Vernetzung stellen. Es sind sehr
große Bandbreiten von bis zu 100 MBit/s pro Nutzer mit hoher
Qualität zu realisieren und dabei auch effiziente und damit für die
Netzbetreiber und die späteren Endkunden bezahlbare Lösungen zu
finden. Die Innovationsfelder sind dabei der in-house Bereich, die
Weitverkehrsvernetzung und die unsichtbare, flexible Vernetzung von
intelligenten Dingen, wie Sensoren und Steuerungssystemen in der Energie- oder
Medizintechnik. Hierfür sind neue Technologien im Bereich der
Übertragungstechnik (z.B. WiMAX, Wireless USB) sowie der
Vernetzungsarchitekturen und –protokolle (z.B. Mesh Networking)
notwendig, mit denen Sie im Rahmen des Masterstudiums intensiv in
Berührung kommen.
Foto: UMTS-Netzemulator
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Informations- &
Kommunikationstechnik,
TU Dortmund
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Quelle:
LS Werkstoffe und Nanoelektronik, Ruhr-Universität Bochum
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Nanoelektronik
Die Nanoelektronik befasst
sich mit elektronischen Strukturen mit Abmessungen unter 100 nm. In heutigen
Mikroprozessoren werden viele 100 Millionen derart kleiner Transistoren
integriert. Die fortschreitende Miniaturisierung wirft fundamentale Probleme in
der Herstellung auf, die mit neuen Konzepten, Technologien und Materialien
gelöst werden müssen. Dabei wird die grundlegende Funktion der
Transistoren trotz der Effekte kleiner Abmessungen möglichst beibehalten.
Ein Forschungsgebiet der Nanoelektronik untersucht die Anwendung von bislang
nicht genutzten Quanteneffekten für neuartige Bauelement-Funktionen.
Wichtiges Hilfsmittel bei der Herstellung maßgeschneiderter Strukturen
ist der fokussierte Strahl eines hoch auflösenden Elektronenmikroskops.
Damit lassen sich die Nanostrukturen lithografisch definieren und
anschließend auch abbilden.
Foto: Doktorandin am Elektronenmikroskop im Reinraum.
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Mikro- und Nanoelektronik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
LS
für Nachrichtentechnik
Ruhr-Universität Bochum
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Numerische Integration Partieller
Differentialgleichungen mit Wellendigitalprinzipien
Die aus
elektrischen Schaltungen abgeleiteten Wellendigital-Algorithmen zeichnen sich
nicht nur durch nachweisbare Robustheit sondern auch durch massiven
Parallelismus der Signalverarbeitung aus. Diese Eigenschaften zusammen mit der
expliziten Berechenbarkeit der interessierenden Größen im
Wellenbereich ermöglichen einen formalen Korrektheitsbeweis des
zugehörigen Codes. Aus diesem Grunde sind Wellendigitalprinzipien
prädestiniert für numerische Anwendungen mit
Sicherheitsverantwortung, z. B. bei on-line Simulationen. Hierbei ist die
Eignung vor Einsatz von den zuständigen Behörden zu genehmigen.
Während Ihres Studiums lernen Sie die physikalischen und mathematischen
Grundlagen der Wellendigital-Prinzipien kennen und anwenden. Ihnen wird die
Abtastung des Orts- und Zeitraumes verständlich dargestellt, so dass Sie
in dem Berechnungsregime den Parallelismus erkennen. Sie verstehen, wie eine
elektrische Schaltung anhand einschlägiger Regeln in ein
Wellendigital-Äquivalent überführt wird, das als bildhafte
Darstellung des betreffenden Algorithmus dient.
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Automatisierungstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
Kommunikationstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
Fakultät ETIT,
TU Dortmund
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Optische Übertragungstechnik und Photonik
Faseroptische Nachrichtennetze bilden heute eine entscheidende Grundlage
der In-formationsgesellschaft. Die ersten Glasfaserstrecken wurden vor etwa 20
Jahren in Betrieb genommen. Seitdem haben die Übertragungsraten, getrieben
von Datenkommunikation und Internetanwendungen (z. B. Laden von Audio- bzw.
Video-Dateien und neue Dienste wie Video on Demand, Youtube, Second Life,
etc.), stark zugenommen. Die Entwicklung der optischen Kommunikationstechnik
ist keineswegs abgeschlossen. Sie schreitet schnell voran bei Komponenten,
Verfahren und Systemanwendungen. Datenraten von 10 Gb/s und 40 Gb/s pro Kanal
bzw. Wellenlänge sind heute Stand der Technik. Systeme mit noch
höheren Kanaldatenraten (z. B. 100 Gb/s Ethernet) werden in Feldversuchen
erprobt. Erbium-dotierte Faserverstärker mit vielen THz optischer
Verstärkerbandbreite erlauben im Zusammenspiel mit
Vielkanal-Wellenlängenmultiplex-Betrieb eine dramatische Erhöhung der
Übertragungskapazität von faserbasierten Übertragungssystemen.
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Informations- &
Kommunikationstechnik,
TU Dortmund
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Quelle:
LS Photonik und Terahertztechnologie, Ruhr-Universität
Bochum
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Photonik und Terahertztechnologie
Die
Anwendungsfelder optischer Technologien bzw. der Photonik sind vielfältig.
Neben der optischen Datenübertragung als Basis für das Internet wird
dabei vor allem die optische Messtechnik immer bedeutender. Ein wichtiger
Anwendungsbereich ist zum Beispiel die biomedizinische Forschung und Diagnose.
So können etwa optische Verfahren helfen, Hauttumore von gesundem Gewebe
zu differenzieren. Darüber hinaus bietet die Erforschung und
Weiterentwicklung optoelektronischer Bauelemente wie Leuchtdioden oder
Halbleiterlaser ein immenses Potential auch für die Erschließung
ganz neuer Anwendungen. Ein Beispiel sind Leuchtdioden oder Laser, die durch
den Spin der injizierten Elektronen beeinflusst werden und somit von hohem
Interesse für informationstechnische Anwendungen sind. Ein zweites
Beispiel sind Halbleiterlasersysteme, die darauf ausgelegt sind, im
ferninfraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums, im sogenannten
Terahertz- (THz-) Bereich zu emittieren. THz-Strahlung ist interessant für
Anwendungen in der zerstörungsfreien Prüfung von Industriegütern
oder auch in der Sicherheitstechnik.
Foto: Doktorand bei der Untersuchung einer Spin-kontrollierten
Leuchtdiode
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Mikro- und Nanoelektronik,
Ruhr-Universität Bochum
Medizintechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
Webseite ETIT
TU Dortmund
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Robotertechnik & Mechatronik
Aufgrund
des Fortschritts in der Halbleitertechnik und der steigenden Computerleistung
erobern autonome Roboter immer mehr Anwendungsfelder. Autonome Roboter sind in
der Lage, ihre Umgebung selbständig erfassen, auf Ereignisse individuell
zu reagieren und sogar mit der Umwelt gezielt zu interagieren. Die
Informationen von Sensoren müssen im Hinblick auf verschiedene
Randbedingungen wie Echtzeit oder störendes Rauschen verarbeitet und
analysiert werden. In der Praxis steht eine große Palette von Sensoren
zur Verfügung, wobei hauptsächlich Kameras oder Distanz messende
Sensoren wie Laserscanner oder Ultraschallsensoren eingesetzt werden.
Allerdings ist die alleinige Information aus einer Sensormessung zur
Bewältigung von typischen Aufgabenstellungen autonomer Roboter im
Allgemeinen nicht ausreichend sondern muss durch eine Interpretation der
zeitlichen Abfolge der gewonnenen Informationen in Verbindung mit einem Modell
der Umwelt oder des Roboters ergänzt werden. Die Robotertechnik erfordert
das Zusammenwirken von mechanischen, elektronischen und informationstechnischen
Elementen und gilt daher als ein Paradebeispiel der Mechatronik. Hier liegt die
besondere Herausforderung in der interdisziplinären Zusammenarbeit
verschiedener Ingenieurwissenschaften wie Maschinenbau, Elektrotechnik und
Informatik.
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Automotive & Robotik,
TU
Dortmund
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Quelle:
Areva,
Erlangen
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Technische Zuverlässigkeit
An die
Leittechnik in Sicherheitssystemen bei Flugzeugen, Bahnen, medizinischen
Geräten und von Kernkraftwerken werden zum Schutz von Mensch und Umwelt
besonders strenge Anforderungen bezüglich ihrer Verlässlichkeit
gestellt. Diese umfasst die Kontinuität der Funktionalität, das
Bereitsein zur Benutzung, das Nichtauftreten gefährlicher Ausfälle
sowie die Verhinderung von Angriffen auf Informationen.
Während des
Studiums lernen Sie wesentliche Anforderungen und ihre technischen Umsetzungen
ebenso kennen wie den aktuellen Stand von Planungs- und Entwurfswerkzeugen, mit
denen frühzeitig Verifikationstests durchgeführt werden und eine
automatische Codegenerierung zur Erzielung einer hohen Verlässlichkeit
erfolgt. Abgesichert werden die technischen Maßnahmen durch
Zuverlässigkeitsanalysen, für die die gängigsten Methoden
erläutert werden.
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Automatisierungstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
Kommunikationstechnik,
Ruhr-Universität Bochum
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Quelle:
LS Hochspannungstechnik & EMV,TU Dortmund
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Technologie der Polymere
Unter den in der
Elektrotechnik eingesetzten Werkstoffen nehmen Polymere eine Sonderstellung
ein, da ihre prägenden Eigenschaften sehr gut an die Ansprüche der
jeweiligen Applikation von der Mikroelektronik bis zu Großgeräten
der Energietechnik durch z.B. eingebrachte Nanopartikel angepasst werden
können. Die Erforschung und Bewertung der darstellbaren
Eigenschaftsprofile ist Aufgabe der systemverantwortlichen Elektrotechniker,
insbesondere auch die Entwicklung von Werkstoffmodellen zur Prognose des
Langzeitverhaltens unter hohen Betriebsbelastungen. Die Erkenntnisse sind in
spezielle Entwurfsverfahren einzubringen; spezielle Testverfahren haben die
Einsatztauglichkeit der Polymere am realisierten Gerät nachzuweisen.
Foto: Vakuumvergussanlage zur Herstellung höchstbelastbarer
Polymer-Nanopartikel-Isolationssysteme
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Energiesystemtechnik,
TU
Dortmund
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