Abschluss- und Studienarbeiten. Entwicklung. Elektrik / Elektronik

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1 Entwicklung Elektrik / Elektronik (Stand ) Ihr Ansprechpartner: ANDREAS STIHL AG & Co. KG Personalmarketing Andreas-Stihl-Str Waiblingen Tel.: oder über:

2 Entwicklung von Diagnosealgorithmen für handgetragene Arbeitsgeräte Gewünschte Studienrichtung: Mechatronik, Feinwerktechnik, Elektrotechnik, Elektronik, Technische Informatik Die aktuellen Entwicklungen zeigen, dass mechatronische Komponenten auch in handgetragenen Arbeitsgeräten verstärkt zum Einsatz kommen, um motorische Funktionen oder zusätzliche Komfortfunktionen für den Kunden zu realisieren. Dadurch steigt die Komplexität des Gesamtsystems zunehmend an. Basierend auf einem vorhandenen Diagnosesystem sollen im Rahmen dieser Arbeit neue Diagnosealgorithmen zur Schadensanalyse entwickelt werden. Testfallerstellung für HiL-Prüfstand Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Maschinenbau, Mechatronik Motorsteuergeräte besitzen heute Zündkennfeld-Steuerungen bzw. Regelalgorithmen. Ein umfassender Test dieser Algorithmen ist sehr zeitaufwendig. Ziel der Arbeit ist die Konzeption und Implementierung von automatisierten Funktionstests auf einem "Hardware in the Loop" Prüfstand. Entwicklung von Regelstrategien für Kleinmotoren Gewünschte Studienrichtung: Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Verfahrenstechnik Mit dem Einzug der Mikroelektronik in die Steuerung kleiner Verbrennungsmotoren können umfangreiche Regelstrategien realisiert werden. Ziel der Arbeit ist an lauffähigen Prototypen geeignete Regelstrategien (z.b. für Leerlauf, Beschleunigung und Drehzahlbegrenzung) zu entwickeln, zu beurteilen und zu optimieren. Entwicklung und Adaption mechatronischer Systeme an handgeführten Arbeitsgeräten Gewünschte Studienrichtung: Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Technische Kybernetik Mechatronische Systeme werden zunehmend an handgeführten Arbeitsgeräten eingesetzt. In Rahmen der Abschlussarbeit sollen neue Möglichkeiten entwickelt und erprobt werden. Die Entwicklung erfolgt modellbasiert unter Einsatz von Echtzeitsystemen. Zum Aufgabengebiet gehören neben der Entwicklung auch die Versuchsvorbereitung, Durchführung und Außenerprobung. 2

3 Messtechnik für Verbrennungsmotoren Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Technische Informatik, Maschinenbau, Mechatronik Mit dem Einzug der Mikroelektronik bei den Verbrennungs-Kleinmotoren können umfangreiche Regelstrategien realisiert werden. Ziel der Arbeit ist es, externe Sensoren und Aktoren in eine Einheit zusammenzufassen. Die Arbeit beinhaltet konstruktive Aspekte und elektrotechnisches Schaltungsdesign. Entwicklung eines mathematischen 2-Takt-Motorenmodells (MATLAB / Simulink) Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Technische Informatik, Feinwerktechnik, Maschinenbau Um die modellbasierte Softwareentwicklung abzurunden ist ein mathematisches Modell des zu regelnden Systems erforderlich. Ziel der Arbeit ist es, mit Unterstützung des Herstellers ein kommerzielles 4-Takt-Motorenmodell auf einen 2-Takt-Motor anzupassen und das Modell zu verifizieren. Entwicklung einer Motorsteuerung mit einem Rapid Prototyping Tool (dspace, Simulink) Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Technische Informatik, Feinwerktechnik Durch den Einsatz eines Rapid Prototyping Systems soll die Funktion einer Motorsteuerung am laufenden Triebwerk dargestellt werden. Als Sensorebene dienen die Spulensätze eines Zündmoduls. Deren Signalverläufe müssen analysiert, erfasst und softwaremäßig verarbeitet werden. Als Aktorebene dient die Zündung selbst, welche dann in Abhängigkeit der Eingangssignale die Zündzeitpunkte variiert. Entwicklung eines berührungslosen Sensors zur Erfassung des Kurbelwinkels Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Technische Informatik, Feinwerktechnik Für Messungen an unseren sehr schnellen und mit hoher Dynamik drehenden Triebwerken sind Sensorsysteme erforderlich, die direkt von der Kurbelwelle angetrieben werden. Die bisherig verwendeten Systeme, fallen jedoch aufgrund der hohen Belastung nach kurzer Zeit aus. Ziel der Arbeit ist es, ein geeignetes Sensorprinzip zu entwickeln, mit dem bei hinreichender Genauigkeit der Kurbelwinkel dauerhaft ohne Ausfall des Messsystems erfasst werden kann. 3

4 Bewertung von Funkenparametern auf motorische Wirksamkeit Für die Entwicklung neuer Zündsysteme müssen die Zielvorgaben wie z.b. Funkenenergie versuchstechnisch unter den möglichen Randbedingungen (Druck, Gemisch, Zündkerzen) abgesichert werden. Über verfügbare Prüfstände und in der Maschine werden die relevanten Parameter festgelegt und bewertet. Dazu gehören Programmierarbeiten (Visual basic) für eine automatisierte Auswertung. Entwicklung von Algorithmen zur Optimierung der Zündzeitpunktstabilität von Kleinmotoren im Startbereich und hardwarenahe Umsetzung auf einem µc Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Informatik, Automatisierungstechnik, Mechatronik, Mikroelektronik Zündsteuergeräte von Kleinmotoren müssen sich zur Bestimmung des Kurbelwinkels und zum Steuern von Ereignissen, wie dem Auslösen des Zündfunken an wenigen zur Verfügung stehenden Signalen, orientieren. Dabei zeigen sich besonders im Startbereich große Schwankungen. Im Rahmen einer Abschlussarbeit sollen Abhängigkeiten und Einflussfaktoren untersucht und daraus Algorithmen zur Verbesserung der Zündzeitpunktsstabilität entwickelt werden. Sensorloses Starten von E-Motoren In dieser Abschlussarbeit sollen die verschiedenen bekannten Verfahren zum sensorlosen Starten von E-Motoren untersucht und in der Praxis erprobt werden. Eigene Ideen und Ansätze sollen weitergehend diskutiert werden. Auch der Einfluss des Motors auf die Genauigkeit der Verfahren soll betrachtet werden. Voraussetzungen sind gute Kenntnisse im Bereich der elektrischen Antriebe sowie der Programmierung von Microcontrollern. Aufbau eines Modells zur Optimierung der Ansteuerung von Ventilen In dieser Abschlussarbeit soll ein Modell zur Auslegung von STIHL-typischen Ventilen erarbeitet werden. Hierfür sollen die theoretischen Zusammenhänge in einem einfachen Ersatzmodell aufgestellt und die wichtigsten Einflussfaktoren mittels Abgleich zu Messungen der geometrischen, elektrischen und hydraulischen Eigenschaften von Ventilen identifiziert werden. 4

5 Optimierung und Erweiterung eines Prüfstandes zur Vermessung von Ventilen In dieser Abschlussarbeit soll ein bestehender Prüfstand zur Vermessung von Ventilen um einen automatisch adaptierenden Dämpfer von Druckschwankungen erweitert werden. Es werden zunächst die hydraulischen Grundlagen untersucht und Konzepte zur automatischen Regelung erarbeitet. Letztlich soll im Rahmen dieser Arbeit die Implementierung einer Lösung in die Prüfstandshardware und -software erfolgen. Trajektorienfolgeregelung eines Elektromotors an einem HIL- Prüfstand Zur automatisierten Bemusterung von Zündsteuergeräten werden bei STIHL HIL- Prüfstände mit mechanischer Ankopplung der Prüflinge eingesetzt. Der Prüfstand kann dabei mit Hilfe eines Elektromotors die typischen Drehzahlverläufe von Verbrennungsmotoren nachbilden. Aufgrund der physikalischen und elektrischen Eigenschaften des Motors kommt es zu Verzerrungen, die in einer Abschlussarbeit untersucht werden sollen. Es ist eine Software zu entwickeln, mit der reale Drehzahlverläufe so vorverzerrt werden, dass diese im HIL-Prüfstand korrekt wiedergegeben werden. Optimierung eines Elektromotors für Elektrokettensägen Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik Ziel ist die Verbesserung der Kühlungssituation, um die Leistungsreserven des Motors besser ausnutzen zu können. Über eine zusätzliche programmierbare Motorsteuerung soll die Motorleistung über der Drehzahl angepasst werden. Überarbeitung eines Leistungsprüfstands für E-Handwerkzeuge Ein vorhandener Leistungsprüfstand für E-Handwerkzeuge ist zu überarbeiten und zu erweitern. Insbesondere soll Messtechnik zur effizienten Analyse der thermischen Gesamtsituation integriert werden. Labview oder Diadem-Kenntnisse sind vorteilhaft. 5

6 Softwareimplementierung einer Steuerelektronik für E-Handwerke Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Informatik Auf einer bestehenden Elektronik sollen die im Lastenheft geforderten Funktionalitäten mit einem Mikrocontroller realisiert werden. Programmierkenntnisse in C und Erfahrung im Umgang mit Mikrocontrollern sind erforderlich. Entwicklung einer Hochleistungs-Elektronik für Forstgeräte Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Elektronik Für Geräte in einer neuen Leistungsdimension ist die Leistungselektronik auszulegen. Konzeption und thermische Analysen bilden die Grundlage für einen aufzubauenden Prototypen. Digitale Regelung eines Elektromotors Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Regelungstechnik Entwicklung einer Motorsteuerung für Elektro-Motoren mit digitaler Drehzahl-, Stromund Leistungsregelung. Realisierung des Reglers und Implementierung in Matlab Simulink mit Autocodegenerierung für das Steuergerät. Testautomatisierung und HIL Prüfstand Gewünschte Studienrichtung: Elektrotechnik, Mechatronik, Softwaretechnik, Automatisierungstechnik Programmierung von automatisierten Testläufen auf Bauteilebene und Funktionsbaugruppen mit NI Lab View und Teststand. Integration in bestehende HIL Systeme. 6