Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften

Abschlussarbeitenbörse

Als Hochschule für angewandte Wissenschaften ist es uns wichtig, dass Studierende bereits im Rahmen ihrer Abschlussarbeit an praxisnahen und industrierelevanten Fragestellungen arbeiten und frühzeitig Kontakte zu Unternehmen, Forschungseinrichtungen und weiteren Partnern knüpfen können.

Gleichzeitig entdecken viele Studierende im Verlauf ihres Studiums ihr Interesse an Wissenschaft und Forschung. Eine Abschlussarbeit bietet die Möglichkeit, eigene fachliche Schwerpunkte zu vertiefen, methodisch zu arbeiten und aktiv an aktuellen Forschungsprojekten mitzuwirken.

In der Abschlussarbeitenbörse finden Sie Themen für Bachelor- und Masterarbeiten, die von Forschungsgruppen des Fachbereichs Ingenieur- und Naturwissenschaften sowie von Partnern aus der Industrie ausgeschrieben werden. Die Übersicht enthält Informationen zu Arbeitstitel, Inhalt, Voraussetzungen und Ansprechpersonen, mit denen Sie direkt Kontakt aufnehmen können.

Wir wünschen Ihnen viel Erfolg bei der Auswahl und Bearbeitung Ihrer Abschlussarbeit.

Schiffspropeller für ein Wassertaxi_{Bereich öffnen}_{Bereich schließen}

Thema:

Dimensionierung, Konstruktion und Fertigung eines Schiffspropellers für ein automatisiert betriebenes Wassertaxi

Ansprechpartner*in/ Betreuer*in:

Prof. Dr.-Ing. Alexander Köthe; Paul Worrmann, M.Sc.

Beschreibung:

Die Forschungsgruppe „Regelung komplexer Systeme“ forscht im Bereich autonomer Boote als ergänzendes Angebot im öffentlichen Personennahverkehr für den Transport von Personen über den Wasserweg. Hierzu wurde ein Boot vom Typ „Plaue“ modifiziert. Die Steuerung des Bootes wurde vollständig elektrifiziert, sodass ein Cruise-by-Wire-System implementiert werden konnte. Zudem wurde das Boot mit einem neuen elektrischen Antriebsmotor ausgestattet.

Der aktuell eingesetzte, mit dem Motor gelieferte Schiffspropeller ermöglicht bei voller Leistung eine Geschwindigkeit von bis zu 18 km/h. Der Propeller ist jedoch nicht optimal auf das Boot, den Antrieb und das vorgesehene Betriebsprofil abgestimmt. Im Rahmen der Bachelorarbeit soll daher ein geeigneter Schiffspropeller für diesen Anwendungsfall ausgelegt, konstruiert und gefertigt werden.

Hierzu ist der Propeller zunächst mithilfe geeigneter Handbuchmethoden und/oder numerischer Verfahren zu dimensionieren. Anschließend soll eine konstruktive Ausarbeitung erfolgen, die insbesondere die Anbindung an den vorhandenen Motor beziehungsweise Antriebsstrang berücksichtigt. Abschließend ist der Propeller herzustellen und am Boot zu montieren. Je nach Projektfortschritt kann eine praktische Erprobung am Boot erfolgen.

Notwendige Kenntnisse:

Grundlagen der computergestützten Konstruktion
Grundlagen der Fertigungstechnik
Grundlagen der Technischen Mechanik
handwerkliches Geschick

Wünschenswerte Kenntnisse:

Grundlagen der Strömungslehre

Niveau: Bachelor

Sprache: deutsch

geeignete Studiengänge:

Automatisierungstechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen

Erweitertes Kalman-Filter für unbemannte Luftfahrzeuge_{Bereich öffnen}_{Bereich schließen}

Titel:

Entwurf, Umsetzung und Implementierung eines erweiterten Kalman-Filters zur Lage- und Positionsschätzung kleiner unbemannter Luftfahrzeuge auf Basis von MEMS-Sensoren für ein Flugsteuerungssystem

Ansprechpartner*in/ Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Alexander Köthe; Janik Hopf, M.Sc.

Beschreibung:

Die Forschungsgruppe „Regelung komplexer Systeme“ forscht im Bereich des automatischen Betriebs unbemannter Luftfahrzeuge. Für die Regelung ist es notwendig, die Zustandsgrößen des Luftfahrzeugs zu erfassen und mit den jeweiligen Sollwerten zu vergleichen. Dabei spielen insbesondere die Lage, beschrieben durch Rollwinkel, Nickwinkel und Azimut beziehungsweise Gierwinkel, sowie die Position des Luftfahrzeugs eine zentrale Rolle.

Die Lage des Luftfahrzeugs kann nicht direkt gemessen werden, sondern muss aus den Messdaten der vorhandenen Sensorik geschätzt werden. Im Flugzeug sind hierfür Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren und Magnetometer als MEMS-Sensoren verbaut. Für die Positionsbestimmung können satellitengestützte Verfahren genutzt werden, deren Messwerte jedoch durch interne und externe Einflüsse verfälscht sein können.

Um dennoch eine zuverlässige Schätzung der benötigten Zustandsgrößen zu ermöglichen, soll ein Beobachter eingesetzt werden. Aufgrund von Messrauschen sowie nichtlinearen Effekten in der Kinematik ist hierfür ein erweitertes Kalman-Filter, auch Extended Kalman Filter, vorgesehen. Bei der Schätzung müssen Besonderheiten der Regelstrecke, beispielsweise stationärer Kurvenflug oder beschleunigte Flugzustände, berücksichtigt werden.

Im Rahmen der Masterarbeit soll ein erweitertes Kalman-Filter mithilfe von MATLAB/Simulink für eine gegebene Sensorik entworfen, dimensioniert und validiert werden. Anschließend ist das Verfahren auf einem Mikrocontroller zu implementieren. In Flugversuchen soll das entwickelte Kalman-Filter mit bereits vorhandenen Lösungen verglichen werden, sodass eine Bewertung hinsichtlich Genauigkeit, Robustheit und Echtzeitfähigkeit möglich ist.

Notwendige Kenntnisse: