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Lehre

Cyber-Physical Systems

Dozent:

Dr.-Ing. Torsten Klie

Modulbeschreibung:

Cyber-Physical Systems

Umfang/Stunden:

V2 + Ü2 (zusammen 5 ECTS)

Ort und Zeit der Vorlesung:

Dienstag, 12:15 – 13:45, Raum 0.151-115

Beginn der Vorlesung: Dienstag,  17. Oktober 2017

Anmeldung über StudOn

Ort und Zeit der Übungen:

Donnerstag, 10:15 – 11:45, Raum 00.151-113

Beginn der Übung: Donnerstag, 26. Oktober 2017 (am 19.10. findet im Zeitfenster der Übung einmalig eine weitere Vorlesung statt).

 

Unterlagen (Folien, Übungen, sonstige Dateien):

Alle Unterlagen zur Vorlesung und Übung finden sich in StudOn

Einführung

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.

Inhalte:

  • Was sind Cyber-physical Systems? (Definitionen, Abgrenzung zu eingebetteten Systemen, Ubiquitous Computing, etc.)
  • Kontrolltheorie und Echtzeitanforderungen
  • Selbstorganisationsprinzipien („Self-X“, Autonomie, Verhandlungen)
  • Kommunikation in Cyber-physical Systems
  • Anwendungen für Cyber-physical Systems (Beispiele für existierende oder visionäre zukünftige Anwendungen im Bereich Verkehr, Medizintechnik, u.a.)
  • Entwurfsmethoden für Cyber-physical Systems (Modellierung, Programmierung, Model-Integrated Development)

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