1 AS-0.3100 Seminarium i automations
Transcription
1 AS-0.3100 Seminarium i automations
AS-0.3100 Seminarium i automations- och systemteknik (3 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Quan Zhou; Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Ville Kyrki Undervisningsperiod: I - II, III - V Arbetsmängd: 24 + 0 Lärandemål: Genom att hålla seminariepresentationer lär sig studenten att fokusera i det väsentliga, när han / hon presenterar material från sitt diplomarbete för publik. Uppmuntrande och till och med kritisk feedback fås omedelbart från åhörarna. Innehåll: Seminariet i det högre utbildningsprogrammet är obligatoriskt i alla fördjupande moduler i automations- och systemteknik. Studenten förbereder och håller ett föredrag om teori och metoder i sitt diplomarbete. Dessutom håller han / hon den egentliga diplompresentationen i detta seminarium. Alternativt, om själva diplomarbetet ännu inte har börjat, kan studenten hålla en presentation om något annat tema, som intresserar honom / henne, hör till automations- och systemteknikens område och som har godkänts av professoren. Från läsåret 2008-2009 hålls alla institutionens diplomarbetesföredrag i detta seminarium. Tillställningarna är öppna för alla och om dem informeras aktivt. Ersättande prestationer: AS-74.3345, AS-84.3400 och AS-116.3150 Förkunskaper: Huvuddelen av studierna i det högre utbildningsprogrammet. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Kursens www-sidor. Seminariets huvudspråk är finska. Presentationerna kan även hållas på svenska eller engelska. AS-0.3200 Projektarbeten i automations- och systemteknik (V) (2-9 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Ilkka Seilonen; Pekka Forsman; Heikki Hyyti Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: 12 + 41-228 Lärandemål: Efter att ha utfört kursen har studenten planerat och genomfört en praktisk tillämpning inom automationssektorn. Han / hon har bekantat sig i arbetet i projektform, i grupparbete och rapportering. Innehåll: Mindre forsknings-, utrednings- och utvecklingsprojekt med varierande innehåll från olika applikationer i automation. Projektarbetet genomförs individuellt eller i små projektgrupper enligt överenskommen tidtabell. Projektarbeten utdelas i inledningslektionen, rapporteras regelbundet både skriftligt och genom presentationer, och utförs enligt given tidtabell. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Projekt plan, interimsrapporter, slutrapport, projekt presentation. Ersättande prestationer: Ersätter kurserna AS-74.3220, AS-84.3268, AS-83.3273, AS-84.3284, AS-116.3130. Förkunskaper: Grundkunskaper i automations-, system- och informationsteknik. Huvuddelen av högre utbildningsprogrammet studier genomförda. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Projekten kan genomföras och rapporteras på finska, svenska eller engelska. ELEC3013.kand Kandidatarbete och seminarium (10 sp) Ansvarig lärare: Markus Turunen; Jussi Ryynänen Kursnivå: Kandidat Undervisningsperiod: I-II (Höst 2015), III-V (Vår 2016) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 90 timmar bestående av: föreläsningar 30 h, arbete i små grupper 30 h, seminarium 18 h, personlig handledning 6 h och mognadsprov 6 h. Självständiga studier 180 timmar bestående av: uppgörande av en egen arbetsplan 1 och tidtabell, övervakning och genomförande, formulering och begränsning av ämnet, informationssökning i litteratur och genom att använda andra metoder såsom intervjuer, skrivande av kandidatarbetet, att bekanta sig med andra studerandes skriftliga arbeten, förberedelse för träffarna i små grupper, informationssökningsuppgifter, sammanställning av opponeringsrapporter, sammanställning av ett föredrag för slutseminariet, övning för seminarieföredraget, finslipning av det egna arbetet och publicering av arbetet i bibliotekets databas. Lärandemål: Målet med kandidatseminariet är att den studerande lär sig att tillsammans med sin handledare från ett givet ämne utforma ett meningsfullt forskningsproblem, att söka den vetenskapliga information som behövs för att lösa det här problemet, att systematiskt disponera/bearbeta den vetenskapliga informationen till ett skriftligt lärdomsprov och att muntligt enligt vetenskapliga framställningsmetoder rapportera om de viktigaste forskningsresultaten i sitt lärdomsprov. Ett annat mål är att den studerande förstår vilken påverkan på andra aktiviteter i gruppen det egna arbetet och den verbala kommunikationen har och därmed vill följa och/eller lära sig att följa gemensamma deadlines och regler. Därtill stöds de studerande i att utveckla de vetenskapliga interaktionsfärdigheterna på så sätt att den studerande i slutet av kursen förväntas klara av att både skriftligt och muntligt utvärdera lärdomsprov i enlighet med den stil som krävs. Målet med kandidatarbetet och -seminariets studiehelhet är: • • • • att lägga grunden till informationssökning vetenskapligt tänkande disponering och bearbetning av information samt språkliga och kommunikativa färdigheter Innehåll: På kursen lär man sig vetenskapligt tänkande, informationssökning, disponering och bearbetning av information, samt språkliga och kommunikativa färdigheter. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: På föreläsningarna och smågruppsträffarna är det krav på närvaro (A) av tvingande själ kan man vara borta, men frånvaron måste ersättas med extra uppgifter B) man kan enligt de principer som presenterats på den första föreläsningen söka om befrielse från en del av föreläsningarna och smågruppsträffarna). Till avläggandet av kursen hör en övningsuppgift i informationssökning, seminariearbete under kursens gång som kulminerar i ett slutseminarium, sammanställning av ett kandidatarbete och att skriva ett godkänt mognadsprov, samt att hålla deadlines. Alla dessa delområden inverkar på kursbedömningen och deras vikt finns skilt presenterat i den godkända bedömningsblanketten och -anvisningen vid högskolan för elektroteknik, den här hittas på kurshemsidan tillsammans med materialet för den första föreläsningen. Kursens vitsord bestäms utgående från handledarens och den ansvariga lärarens gemensamma bedömning och som vitsordsskala används i princip 0-5. Studiematerial: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille, Ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo 2006. Ersättande prestationer: Ersättas kursen EST.kand Förkunskaper: Studier som krävs (en motivering till förkunskaperna finns presenterat på kurshemsidan under fliken ”Kurssin esitietovaatiumukset”) Den studerande bör ha minst 90 studiepoäng innan han/hon kan påbörja kandidatseminariet. Av studiepoängen skall minst 50-60 studiepoäng vara grundstudier och resten av de 30-40 studiepoängen skall vara studier som enligt den individuella studieplanen (ISP) ingårhuvidämnet eller biämnet. Fastställd ISP Den fastställda ISP:n skall för kandidatexamen vara uppgjord och godkänd av kansliet. Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: WebOodi 2 Undervisningsspråk: Finska eller svenska Tilläggsinformation: Ett gemensamt svenskspråkigt kandidatseminarium för alla tekniska utbildningsprogram på Aalto ordnas en gång per termin. Det svenskspråkiga seminariet fungerar som en undervisningshändelse under det finska seminariet. Tilläggsinformation: https://into.aalto.fi/display/svmasterelec/Kandidatseminarium+och +kandidatarbete På föreläsningarna och smågruppsträffarna uppföljs närvaron. ELEC3014.kand Kandidatarbete och seminarium (10 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Pekka Forsman Undervisningsperiod: I - II, III - IV (2015 - 2016) Arbetsmängd: Föreläsningar, seminarium, självständigt arbete, totalt 270 h. Lärandemål: Genom att avlägga kursen behärskar studeranden principerna i vetenskapligt arbetande (informationssökning, kritiskt tänkande, strukturering, referering, skrivande av en vetenskaplig rapport). Innehåll: På kursen behandlas vetenskapligt tänkande, informationssökning, strukturering och behandling av information samt språkliga och kommunikativa färdigheter. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningsarbeten, seminarium och kandidatarbete. Studiematerial: Material från föreläsningarna och nätmaterial på kursens Noppa-sida. Ersättande prestationer: Ersättas kursen aut.kand Kursens webbplats: Kandidatseminarium och arbete på svenska: https://into.aalto.fi/ display/svmasterelec/Kandidatseminarium+och+kandidatarbete Förkunskaper: De två första årets studier. Bedömningsskala: Kandidatarbetet, mellanrapporter och övningsarbeten samt seminariepresentation och opponering utvärderas. Vitsordsskala 0-5 Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska eller svenska Tilläggsinformation: Ett gemensamt svenskspråkigt kandidatseminarium för studerande vid alla utbildningsprogram inom teknik och arkitektur ordnas en gång per termin. Seminariet fungerar som en undergrupp för utbildningsprogrammens finska seminarier. Tilläggsinformation: https://into.aalto.fi/display/svmasterelec/Kandidatseminarium+och +kandidatarbete ELEC3016.kand Kandidatarbete och seminarium (10 sp) Ansvarig lärare: Ari Koskelainen; Markus Turunen Kursnivå: Kandidat Undervisningsperiod: I-II (hösten 2015, III-V (Vären 2016) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 90 timmar bestående av: föreläsningar 30 h, arbete i små grupper 30 h, seminarium 18 h, personlig handledning 6 h och mognadsprov 6 h. Självständiga studier 180 timmar bestående av: uppgörande av en egen arbetsplan och tidtabell, övervakning och genomförande, formulering och begränsning av ämnet, informationssökning i litteratur och genom att använda andra metoder såsom intervjuer, skrivande av kandidatarbetet, att bekanta sig med andra studerandes skriftliga arbeten, förberedelse för träffarna i små grupper, informationssökningsuppgifter, sammanställning av opponeringsrapporter, sammanställning av ett föredrag för slutseminariet, övning för seminarieföredraget, finslipning av det egna arbetet och publicering av arbetet i bibliotekets databas. Lärandemål: Målet med kandidatseminariet är att den studerande lär sig att tillsammans med sin handledare från ett givet ämne utforma ett meningsfullt forskningsproblem, att söka den vetenskapliga information som behövs för att lösa det här problemet, 3 att systematiskt disponera/bearbeta den vetenskapliga informationen till ett skriftligt lärdomsprov och att muntligt enligt vetenskapliga framställningsmetoder rapportera om de viktigaste forskningsresultaten i sitt lärdomsprov. Ett annat mål är att den studerande förstår vilken påverkan på andra aktiviteter i gruppen det egna arbetet och den verbala kommunikationen har och därmed vill följa och/eller lära sig att följa gemensamma deadlines och regler. Därtill stöds de studerande i att utveckla de vetenskapliga interaktionsfärdigheterna på så sätt att den studerande i slutet av kursen förväntas klara av att både skriftligt och muntligt utvärdera lärdomsprov i enlighet med den stil som krävs. Målet med kandidatarbetet och -seminariets studiehelhet är: • • • • att lägga grunden till informationssökning vetenskapligt tänkande disponering och bearbetning av information samt språkliga och kommunikativa färdigheter Innehåll: På kursen lär man sig vetenskapligt tänkande, informationssökning, disponering och bearbetning av information, samt språkliga och kommunikativa färdigheter. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: På föreläsningarna och smågruppsträffarna är det krav på närvaro (A) av tvingande själ kan man vara borta, men frånvaron måste ersättas med extra uppgifter B) man kan enligt de principer som presenterats på den första föreläsningen söka om befrielse från en del av föreläsningarna och smågruppsträffarna). Till avläggandet av kursen hör en övningsuppgift i informationssökning, seminariearbete under kursens gång som kulminerar i ett slutseminarium, sammanställning av ett kandidatarbete och att skriva ett godkänt mognadsprov, samt att hålla deadlines. Alla dessa delområden inverkar på kursbedömningen och deras vikt finns skilt presenterat i den godkända bedömningsblanketten och -anvisningen vid högskolan för elektroteknik, den här hittas på kurshemsidan tillsammans med materialet för den första föreläsningen. Kursens vitsord bestäms utgående från handledarens och den ansvariga lärarens gemensamma bedömning och som vitsordsskala används i princip 0-5. Studiematerial: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille, Ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo 2006. Ersättande prestationer: Ersättas kursen bio.kand Kursens webbplats: Den svenska seminariegruppen: https://into.aalto.fi/display/ svmasterelec/Kandidatseminarium+och+kandidatarbete Förkunskaper: Studier som krävs (en motivering till förkunskaperna finns presenterat på kurshemsidan under fliken ”Kurssin esitietovaatiumukset”) Den studerande bör ha minst 90 studiepoäng innan han/hon kan påbörja kandidatseminariet. Av studiepoängen skall minst 50-60 studiepoäng vara studier i grundstudier och resten av de 30-40 studiepoängen skall vara studier som enligt den individuella studieplanen (ISP) ingår i huvudämnen eller i biämnen. Fastställd ISP Den fastställda ISP:n skall för kandidatexamen vara uppgjord och godkänd av kansliet. Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska eller svenska Tilläggsinformation: Ett gemensamt svenskspråkigt kandidatseminarium för alla tekniska utbildningsprogram på Aalto ordnas en gång per termin. Det svenskspråkiga seminariet fungerar som en undervisningshändelse under det finska seminariet. Tilläggsinformation: https://into.aalto.fi/display/svmasterelec/Kandidatseminarium+och +kandidatarbete På föreläsningarna och smågruppsträffarna uppföljs närvaron. 4 ELEC-A8001 Inledning till elenergisystem (3 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Jorma Kyyrä; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: I (höst 2015) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 18 h, självständiga studier och lärande i arbetet 62 h. Lärandemål: Efter kursen studenten förstår fundamentala principerna av moderna elenergisystem, skillnaderna mellan olika produktion typer av elenergi och typiska konsumenter. Studenten kan också delta i diskussion om rollen och betydelse av elenergin i samhället (e.g. miljöaspekter). Därtill, studenten förstår basdefinitioner och enheter i elenergi och konsumtion och produktion samt har baskunskaper av elsäkerhet. Innehåll: Baskomponenter av elnätet, energikällor och deras miljöpåverkan, förnybara energi, trefassystemet, elsäkerhet, kraftelektronik, elmaskiner, elnät och framtidens elnät. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, grupparbete, preparering och presentation av poster. Ersättande prestationer: ELEC-A6001 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-A8720 Mättning av biologiska fenomen (8 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Markus Turunen Kursnivå: Kandidat Undervisningsperiod: I-V Arbetsmängd: 27 timmars studier motsvarar en studievecka. Studeranden samlar arbetstid genom att delta i de arbetsgrupper/ moduler som förverkligas med flerformsundervisning . Kursens magnitud är 8 studiepoäng. Kursen innehåller cirka 40 timmar föreläsningar, 30 timmar laboratoriearbete, 15 timmar expertgranskning, 15 timmar av skrivande av inlärningsdagbok, 0-15 timmar av seminarier, 15 timmar planering av studerandes egna inlärningsmål, och 90 timmars självständigt arbete. I det självständiga arbetet ingår litteratursökning, läsning av de inledande material, rapportering, och förmodligen förberedelser och presentationer. Lärandemål: Lärandemål - allmänna kunskaper Efter genomgången kurs ska studenten känna igen den samhälleliga påverkan inom området av sitt utbildningsprogram och kunna berätta om forskningsområdet med exempel från industri, vård och forskarsamhället. Eleverna lär sig att sätta sina egna inlärningsmål och att förstå universitetet studiernas speciella funktioner. Dessutom tar studenten roten till det vetenskapliga samfundet att utföra de olika lärosätena (ELEC, CHEM, ARTS SCI), som producerats i samarbete med laborationer. Under kursen förvärvar studerandena de tekniska och vetenskapliga grunderna i rapporteringen, och kand bedömma felkällor i mätningarna. Lärande mål - färdigheter Kursstart, studerande förvärvar grundläggande laboratoriekunskaper, och bekantar si med sysselsättnings och kemiska säkerhetsfrågor. Studenterna blir förtrogna med laboratoriearbetets rutiner, lär sig att använda laboratorieutrustning, kemikalier, och organiskt material inom forskning. Genteknik arbetet får studenterna att tänka på vetenskaplig forskning, estetiska och etiska frågor. Studenterna kommer att lära sig lagarbete, förmåga till problemlösning, kritiskt tänkande, resultatet av de skriftliga och muntliga presentationsteknik och feedback färdigheter. Lärandemål - Ämne Efter genomgången av de praktisk laboratie arbeten och ytterligare de skriftliga forskningsrapporter eleverna kan dra nytta av en rad olika mikroskopimetoder 5 (ljus, atomkraft, fluorescens-och elektronmikroskopi), undersökning av levande och ickelevande substans och förstå dessa arbetsmetoder. Studenter blir förtrogen med metoden för att fastställa ett antal egenskaper hos ämnet, för att identifiera ett antal biomaterial och lära sig att göra utvalda biomaterial. Under kursen blir studenten medveten om de fysikaliska fenomen och kopplingarna mellan teknik och att förstå potentialen för utnyttjande av fenomen. Innehåll: Arbets-och kemikaliesäkerhet, genteknik och forskning estetiska och etiska frågor, cellodling, mikroskopi, biopolymer tillverkning, struktur forskning och användning i medicinska tillämpningar, medicinsk bildbehandling, human fysiologiskt tillstånd övervakning av en mängd olika metoder, ljusteknik att påskynda återhämtningen av fotosyntesen och lärdomar workshops komplettera studentcentrerade lärandemål med layouten samt presentation av resultat som individer / grupper, muntligt och skriftligt. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Kursen består av ca 40 timmar föreläsningar, laborationer runt (30 timmar), expertgranskning (15 timmar), föreläsningar Seminari ca 0-15 timmar, inlärning dagbok (15 timmar), planering av egna inlärningsmål (cirka 15 timmar ), och självständigt arbete i ca 90 timmar. Kurssen är graderad 0-5. Studiematerial: Kommer att informeras i verkstäderna Ersättande prestationer: ELEC-A8510, ELEC-A2200 Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: Finska Tilläggsinformation: Intaget för kursen är 45 elever. Först första årets BioIT studenter tas in, dels de äldre eleverna BIOT som har ändrat sina studier för att följa den nya studien förordningen (TS2013), och slutligen alla de andra eleverna i ordning för registrering. ELEC-C1110 Grundkurs i automations- och reglerteknik (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen; Arto Visala Undervisningsperiod: III-IV Arbetsmängd: 26+24 (2+2) Lärandemål: Studenten känner till de viktigaste tillämpningsområdena inom automation och har en helhetsbild över verksamhetsområdet, förstår betydelsen av mätningar, apparatur och återkoppling för systemet, kan bygga en modell för ett enkelt system med hjälp av differentialekvationer och analysera och simulera det, kan analysera stabiliteten av ett reglerat system och förstå dess betydelse, vet PID-regulatorns funktionsprincip och kan ställa in den, vet typerna av mjukvarusystem inom automation och förstår hur automations- och reglerteknik kan användas för att kontrollera robotar och industriella processer. Innehåll: Tillämpning och tillämpningssområden av automation, automationsoch reglerteknik som verksamhetsområde, automationsplanerarens/ingenjörens arbetsbeskrivning, automationens komponenter, återkoppling och reglering, systemets modellering, analysering och simulation, automationens mjukvarusystem. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Projektarbete och examen. Studiematerial: Kurskompendium, föreläsningsmaterial och tilläggsmaterial i Noppaportalen. Ersättande prestationer: AS-84.132/ AS-84.1132. Förkunskaper: MS-A010* Differential- ja integralkalkyl I och ELEC-A3110 Mekanik. Eller motsvarande kunskaper i matematik och fysik. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: Finska 6 ELEC-C1210 Automation 1 (5 sp) Ansvarig lärare: Valeriy Vyatkin; Panu Harmo; Seppo Sierla Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: 12+10+52 Lärandemål: Studeranden känner till skillnader i realiseringen av automationen inom olika tillämpningsområden och förstår strukturen och de viktigaste funktionerna av ett automatiskt styrsystem. Studeranden kan planera och genomföra ett litet automationsprojekt och använda mikrokontroller i en automationstillämpning. Innehåll: Olika tillämpningsområden för automationen. Struktur och funktioner av automatiska styrsystem. Givare och dataöverföring. Programmering inom automationen (PLC). Mikrokontroller. Planering och projekt av automation Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningsarbeten, mellanförhör och examen. Kursen utförs genom att göra övningar, övningsarbeten samt mellantenter eller en tentamen. Studiematerial: Meddelas i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS-0.1501. Kurserna AS-116.1100, AS-84.1168 ja T-75.1110 tillsammans ersätter kurser AS-0.1501 och AS-0.1502. Andra ersättande kurser är möjliga enligt instruktionerna i Noppa-portalen. Förkunskaper: Automations- och reglerteknik AS-84.1132/ELEC-C1110 Automations- och systemteknik eller motsvarande kunskaper. AS-0.1103/ELEC-A1100/ELEC-A7100 Grundkurs i Cprogrammering eller motsvarande kunskap. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: Finska ELEC-C1220 Automation 2 (5 sp) Ansvarig lärare: Panu Harmo; Arto Visala; Seppo Sierla Undervisningsperiod: III-V Arbetsmängd: 12+10+52 Lärandemål: Studeranden behärskar grunderna av XML-beskrivingsspråket och vet hur det kan tillämpas inom automationen. Studeranden har fått visshet och erfarenhet i olika automationtillämpningar. Studeranden förstår tillverknings,- process- och fastighetsautomationens tillämpningsområden. Innehåll: Använding av XML-beskrivningsspråk inom automation. Tillverknings-, processoch fastighetsautomation. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar, övningsarbeten och exkursioner, examen. Kursen utförs genom att göra övningar, övningsarbeten (kan innebära förberedande förhör) och exkursionrapporter samt mellantenter eller en tentamen. Studiematerial: Information finns på Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS-0.1502 . Kurserna AS-116.1100, AS-84.1168 ja T-75.1110 tillsammans ersätter kurser AS-0.1501 och AS-0.1502. Andra ersättningarna är möjliga enligt instruktioner i Noppa-portalen. Förkunskaper: ELEC-1210/AS-0.1501 eller motsvarande kunskaper. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: Finska ELEC-C1230 Reglerteknik (5 sp) Ansvarig lärare: Arto Visala; Kai Zenger Undervisningsperiod: III-IV 7 Arbetsmängd: 24+24 (2+2) Lärandemål: Studeranden behärskar reglering i kontinuerlig tid, regler-och systemteorins grunder. Hon/han behärskar grundprinciperna och analysmetoder för dynamiska system. Hon/han kan planera stabiliserande regulatorer med olika metoder och säkra det slutna systemets operation analytiskt och med simulering. Innehåll: Grunder i analog reglering. Dynamiska system. Frekvensplanets modeller. Tillståndsmodeller. Planering och analys av regulatorer. PID regulator. Grunder i digital reglering. I övningarna används Matlab/Control System Toolbox och Simulink. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen och frivilliga hemuppgifter. Studiematerial: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, 2010. Kurskompendium och internetkurs. Ersättande prestationer: AS-74.111/AS-74.2111 Förkunskaper: Någon grundkurs i automation- och regler/systemteknik. Rekommenderas AS-AS-74.101/1101,AS-74.102/1102. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: Finska. Kan på begäran avläggas på engelska. ELEC-C1310 Laboratoriearbeten inom automations- och systemteknik (5 sp) Ansvarig lärare: Jorma Selkäinaho; Quan Zhou Undervisningsperiod: IV-V (våren 2016) Arbetsmängd: Laboratorieövningar 30 h, självständigt arbete, förberedande förhör 5 h. Lärandemål: Efter kursen känner studeranden till de olika skedena inom planeringen av automations- och reglerteknik både i teorin och i praktiken. Dessutom har studeranden bekantat sig med 10 olika tillämpningområden. Innehåll: I slutet av kursen har studeranden erfarenhet av digitaliska regleralgoritmer, fuzzy reglering, optimal reglering, inställning av regulatorn, reglerkretsens stabilitet, identifiering av system, artificiell syn och odometri av mobila robotar. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Förhandsuppgifternas godkända resultat, förberedande förhörets resultat, aktivt deltagande i laboratoriearbetena. Studiematerial: Förberendande uppgifter och arbetsbeskrivningar. Ersättande prestationer: Ersätter kursen AS-0.2230. Förkunskaper: Grunduppgifter i reglerteknik, Matlab-programmet och C-programmering. Bedömningsskala: Godkänd/ Icke godkänd. Undervisningsspråk: Finska. ELEC-C1320 Robotik (5 sp) Ansvarig lärare: Pekka Forsman; Ville Kyrki Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 32 h, independent studies and work based-learning 96 h, examination 3 h Lärandemål: After the course the student knows how to control (move) a robot manipulator mechanism. The student also knows the basic kinematic models of wheeled robot platforms. He/she has gained practical knowledge to program an industrial robot manipulator by using a state-of-the-art robot off-line programming software. Innehåll: Spatial descriptions and transformations. Direct and inverse manipulator kinematics. Manipulator velocity in 3D (Jacobian matrix). Basics of robot manipulator dynamics and control. Kinematic models of wheeled robot platforms. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Final exam (65%), exercise problems (15%) and off-line robot programming exercise (20%). Off-line robot programming exercise needs to be done to pass the course. 8 Studiematerial: Peter Corke, Robotics,Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB, Springer Tracts in Advanced Robotics; Craig J.J, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Third Edition, Prentice Hall, 2005; lecture notes. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-84.1137 Förkunskaper: Basic knowledge of automation and control engineering as well as vector and matrix calculus will be beneficial. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-C8001 Elenergiteknik (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Jorma Kyyrä; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: IV-V (vår 2016) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 72 h, självständiga studier och lärande i arbetet 42 h, repetition 18 h, tentamen 3 h. Lärandemål: Målet är att uppnå ett kunnande inom elenergiteknik (traditionella och moderna sätt att producera energi) på en nivå som motsvarar internationell kandidatnivå. Efter kursen förstår den studerande funktionsprinciperna för moderna elenergisystem och modeller för dess komponenter, samt kan analysera elenergisystem matematiskt. Innehåll: Elnätverkets grundkomponenter, energikällor och deras miljöpåverkan, förnyelsebar energi, trefassystemet, elsäkerhet, kraftelektronik, transformatorer, elmaskiner, elnätverk och framtida elsystem. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, räkneövningar, tentamen. Det slutgiltiga vitsordet avgörs på basen av övningar och tentamen. Studiematerial: Mohamed A. El-Sharkawi, Electric Energy, An Introduction, 3rd Edition, CRC Press, ISBN 978-1-4665-0303-8. Ersättande prestationer: ELEC-C6001 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska Tilläggsinformation: Kursen är avsedd för studerande som behöver grundkunskaper i elenergiteknik. ELEC-C8722 Molekylär- och cellbiologi (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Markus Turunen Kursens status: Kandidat Undervisningsperiod: V Arbetsmängd: Föreläsningar 40 t, övningar och grupparbete 60 t, skrivande 10 t, examen 25 t. Lärandemål: Avsikten är att erbjuda teknologer tvärvetenskaplig undervisning och att skapa gemensam terminologi för ingenjörer som verkar i skärningsområdet mellan biovetenskap och teknik. Då man arbetar med tvärvetenskapliga uppgifter är det viktigt med ett gemensamt språk och en gemensam verksamhetskultur, och att sätta experter från olika branscher att arbeta tillsammans fungerar delvis också som en stimulerande faktor vid utvecklingen av innovationer. Undervisningens avsikt är att ge ett vittomfattande synsätt utgående från de grunder, som behövs då man fungerar som teknologisk forskare eller utvecklare och producerar biologisk information och kursen ger grunden till att kunna fördjupa kunnandet med studier inom den biologiska kemins och teknikens område. Utvecklingen till en expert inom en tvärvetenskaplig och innovationscentrerad bransch, som förenar de “tuffa” ingenjörsvetenskaperna med biovetenskaperna, kräver som grund en tillräckligt fördjupad förståelse i naturvetenskap och tillämpningsområdets vetenskaper. Målet med den här kursen är att till viss del, genom att fokusera på cellbiologins grunder, skapa en god grund till dessa studier. 9 Innehåll: Kursen ger kunskap om cellens struktur och funktion, något som man redan känner till på molekylnivå, till och med på atomnivå. Cellens biologi beskrivs mest med biokemiska och molekylbiologiska termer. Cellens uppdelning och cellens organisering till vävnad, samt dess utveckling i organismen och upphörande genom celldöd är kursens centrala innehåll. Därtill bekantar man sig noggrannare med cellbiologins undersökningsmetoder. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, essee, examen Studiematerial: Essential Cell Biology, 4th Ed. by Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin and Alexander D Johnson eller Molecular Biology of the Cell by Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis and Martin Raff eller Biokemian ja solubiologian perusteet, WSOYpro Ersättande prestationer: S-0.104, S-0.1104, S-113.1210, ELEC-C2210 Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: finska ELEC-D8710 Principles of materials science (5 sp) Ansvarig lärare: Tomi Laurila; Vesa Vuorinen Kursnivå: B. Sc./M.Sc. level Undervisningsperiod: III - IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Lectures 36h Exercises 16h Independent work 74h Midterm exams 4h Lärandemål: After the course the student understands the hierarchical structure of inorganic materials, how the mocroscopic properties of materials can be derived on the basis of lower level properties. In additio, the student should understand and utilize the thermodynamic consepts and stability diagrams for solving materials scientific problems. To know how the typical properties of different material groups and based on this their different usages in electronic and medical technologies. Innehåll: The principles of the properties and structures of materials. The periodic table of elements, primary and secondary bonds and microstructures. Physical and mechanical properties of materials and their response under different stress states. Entropy law, the free energy of a system and the activity of a component. Phase diagrams of pure elements and binary alloys. The principles of diffusion and Fick's laws. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Mid term exams (100%) Studiematerial: Handouts. For self-studying: Askeland, D. et al ."The science and engineering of materials", Shackelford, J. "Introduction to materials science for engineers", Callister, "Introduction to materials science and engineering" Ersättande prestationer: ELEC-C2100 Principles of Materials Science Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: English ELEC-D8721 Mättning av biologiska fenomen - kort kurs (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Markus Turunen Kursnivå: Kandidat Undervisningsperiod: I-V 10 Arbetsmängd: 27 timmars studier motsvarar en studievecka. Studeranden samlar arbetstid genom att delta i de arbetsgrupper/ moduler som förverkligas med flerformsundervisning . Kursens magnitud är 8 studiepoäng. Kursen innehåller cirka 20 timmar föreläsningar, 0-15 timmar av seminarier, 15 timmar planering av studerandes egna inlärningsmål, och 85 timmars självständigt arbete. I det självständiga arbetet ingår litteratursökning, läsning av de inledande material, rapportering, och förmodligen förberedelser och presentationer. Lärandemål: Lärandemål - allmänna kunskaper Efter genomgången kurs ska studenten känna igen den samhälleliga påverkan inom området av sitt utbildningsprogram och kunna berätta om forskningsområdet med exempel från industri, vård och forskarsamhället. Eleverna lär sig att sätta sina egna inlärningsmål och att förstå universitetet studiernas speciella funktioner. Dessutom tar studenten roten till det vetenskapliga samfundet att utföra de olika lärosätena (ELEC, CHEM, ARTS SCI), som producerats i samarbete med laborationer. Under kursen förvärvar studerandena de tekniska och vetenskapliga grunderna i rapporteringen, och kand bedömma felkällor i mätningarna. Lärande mål - färdigheter Kursstart, studerande förvärvar grundläggande laboratoriekunskaper, och bekantar si med sysselsättnings och kemiska säkerhetsfrågor. Studenterna blir förtrogna med laboratoriearbetets rutiner, lär sig att använda laboratorieutrustning, kemikalier, och organiskt material inom forskning. Genteknik arbetet får studenterna att tänka på vetenskaplig forskning, estetiska och etiska frågor. Studenterna kommer att lära sig lagarbete, förmåga till problemlösning, kritiskt tänkande, resultatet av de skriftliga och muntliga presentationsteknik och feedback färdigheter. Lärandemål - Ämne Efter genomgången av de praktisk laboratie arbeten och ytterligare de skriftliga forskningsrapporter eleverna kan dra nytta av en rad olika mikroskopimetoder (ljus, atomkraft, fluorescens-och elektronmikroskopi), undersökning av levande och ickelevande substans och förstå dessa arbetsmetoder. Studenter blir förtrogen med metoden för att fastställa ett antal egenskaper hos ämnet, för att identifiera ett antal biomaterial och lära sig att göra utvalda biomaterial. Under kursen blir studenten medveten om de fysikaliska fenomen och kopplingarna mellan teknik och att förstå potentialen för utnyttjande av fenomen. Innehåll: Arbets-och kemikaliesäkerhet, genteknik och forskning estetiska och etiska frågor, cellodling, mikroskopi, biopolymer tillverkning, struktur forskning och användning i medicinska tillämpningar, medicinsk bildbehandling, human fysiologiskt tillstånd övervakning av en mängd olika metoder, ljusteknik att påskynda återhämtningen av fotosyntesen och lärdomar workshops komplettera studentcentrerade lärandemål med layouten samt presentation av resultat som individer / grupper, muntligt och skriftligt. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Kursen består av föreläsningar, expertgranskning, föreläsningar Seminari, inlärning dagbok, planering av egna inlärningsmål, och självständigt arbete. Kurssen är graderad 0-5. Studiematerial: Kommer att informeras i verkstäderna Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: finska ELEC-D8723 Laboratory course of biomedical engineering (5 sp) Ansvarig lärare: Emilia Kaivosoja; Vesa Vuorinen Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Master's Programme in Life Science Technologies 11 Kurssin taso: M.Sc. level Opetusperiodi: IV - V (Spring 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Laboratory work 40 h Independent work 90h Osaamistavoitteet: The aim of the course is to teach the basics of the research methods used in biomedical engineering and biomaterial science. After the course you will be able to plan laboratory work, master safe working practices in a laboratory and understand the principles of aseptic work and interpret and compare research results. Sisältö: On the characterization methods utilized in biomedical engineering and biomaterial science. - Planning the research to be conducted in the laboratory. - Fabrication and characterization of the selected biomaterials and testing their functionality and biocompatibility. - Reporting the research results Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Continuous evaluation is used on the course. The details will be clarified in the beginning of the course. Notice that 130 hours of work is required. This course can not be passed by taking only the examination but active participation is demanded. Korvaavuudet: S-113.3241 Laboratory Course of Bioadaptive Technology Esitiedot: ELEC-E8725 Methods of bioadaptive technology and ELEC-E8724 Biomaterials Science Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: English ELEC-E8001 Embedded Real-Time Systems (5 sp) Ansvarig lärare: Seppo Ovaska; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching (lectures, exercises, and examination) 51 h, personal study effort (preparing for lectures, reviews after lectures, homework assignments, review before the examination) 58 h, group collaboration (mini project) 20 h; total 129 h. Lärandemål: On successful completion of this course, the student will be able to: 1. Present the general structure and principal implementation alternatives of embedded systems. 2. Describe the fundamental characteristics and associated design challenges of realtime systems. 3. Outline the central computer architecture concepts from the perspective of the realtime systems designer 4. Apply different memory technologies, input/output techniques, and peripherals for embedded systems. 5. Design embedded control hardware at the block diagram level for a specific application. 6. Select and use pseudokernels or real-time operating systems for multitasking. Innehåll: Fundamentals of real-time systems, hardware for embedded real-time systems, real-time operating systems, industrial applications. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, homework assignments, mini project, final examination. The final grade is a function of homework assignments ~15%, mini project ~15%, and the final examination ~70%. Studiematerial: P. A. Laplante and S. J. Ovaska, Real-Time Systems Design and Analysis: Tools for the Practitioner, 4th Edition. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2012, 12 Ch. 1 # Ch. 3. (e-book available for Aalto students from http://onlinelibrary.wiley.com/ book/10.1002/9781118136607). Lecture slides and other e-handouts. Ersättande prestationer: Replaces S-81.2200 Förkunskaper: Basic electronics and programming skills Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Lectured by Prof. Seppo Ovaska http://people.aalto.fi/en/ seppo_ovaska ELEC-E8002 Project work A - Theory (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen; Tomi Laurila; Lauri Palva Opetusperiodi: III-V Osaamistavoitteet: After completing the course, the student is able to describe typical phases of a project and use common project management tools and methods. Further, the student knows the benefits of project planning, is able to create a project plan and is able to identify risks and make a mitigation plan. Sisältö: The course is tightly coupled with ELEC-E8003 course and the two courses form a continuous learning process. Introduction to common project management tools, introduction to project management methods, risk management, resourcing, standardization and standards, product development process. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Lectures, exercises, group exercises, homework. Oppimateriaali: Will be announced at the beginning of the course. Esitiedot: Bachelor degree in the field and the mandatory courses of AEE program and those of the chosen study path offered in the first two periods. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi Opetuskieli: englanti Lisätietoja: The course will be organized spring 2016 for the first time. The course is for master students in AEE program and the course may limit the registered students. ELEC-E8003 Project work B - Practice (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen; Tomi Laurila; Lauri Palva Kurssin taso: Master Opetusperiodi: I-II (first time 2016-2017) Osaamistavoitteet: After completing the course, the student has an experience of completing a real project. Student can work in a group, has experience of reaching intermediate timeline milestones, is able to explain quality requirements of in-project deliverables, and is able to communicate within project team as well as with external stakeholders. The student is also able to evaluate the outcome of the project and knows how to write a final report. Sisältö: The course is tightly coupled with ELEC-E8002 course and the two courses form a continuous learning process. In this course, the student group of several participants will plan and realize a real project work assigned by the teachers and researchers of the department. The final outcome of the project will be reported to the stakeholders. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: working in a project, competing the project, self-assessment, peer-review. Oppimateriaali: Will be announced at the beginning of the course. Esitiedot: ELEC-E8002. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi 13 Opetuskieli: English ELEC-E8101 Digital and Optimal Control (5 sp) Ansvarig lärare: Arto Visala; Kai Zenger Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: Lectures 24 + Self-study after lectures 24 + Exercise sessions 24 + Solving exercise tasks 40 + Exam preparation 19 + Exam 4 = total 135. Lärandemål: After completing the course the student: -understands the principles of discrete-time modelling and computer control. -understands the common ideas and differences between analog and digital control. -can design, simulate and implement discrete-time controllers (for example discretized PID or state feedback controllers). -understands the Principle of Optimality. -understands the ideas behind optimal controllers, specifically LQ control. -can design and implement LQ controllers. understands the basics of model-predictive control as an extension to LQ controller theory. Innehåll: -Principles of computer control. -Discrete-time modelling, the z-transform, solving difference equations. -Discretization of continuous time dynamical systems. -Basic characteristics of discrete time systems. -Controller design and performance analysis in discrete time. -Discrete-time PID controllers. -Basics in optimal control theory. -Dynamic programming. -Linear quadratic (LQ) control. -Model predictive control. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Teaching methods: Lectures, Exercises, Homework problems.Grading: Two mid-exams or full exam; Bonus from the home assignments. Förkunskaper: Basic course in Automation and Control Engineering. The course Control Engineering (earlier: Analog Control) or equivalent. Programming skills in Matlab/ Simulink. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8102 Distributed and Intelligent Automation Systems L (5 sp) Ansvarig lärare: Valeriy Vyatkin; Cheng Pang Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: Lectures 20. Reading 5. Individual problem solving 30. Laboratory sessions in small groups 5. Team work 20. Tutorials and other supervised activity in PC classroom, including audits 12. Report preparation and final audit 20. Reflection 20. Lärandemål: Understanding of challenges of distributed systems design. Understanding the motivation of distributed automation architecture from systems' flexibility perspective. Students will comprehend the role of software in a system of systems context with help of examples and coursework from the following application domains: Flexible manufacturing (exemplified on FESTO Didactic plant model); Smart Grid and energy management systems (e.g. residential grid with distributed generation, or residential systems with district heating and distributed generation). Students will learn function block model of IEC 61499 and development of distributed automation systems using this model. Ability to design design automation systems in a modular, object-oriented way in order to fulfil requirements on agility and reconfigurability. Students will be able to justify the choice of a particular software technology (e.g. IEC 61499 vs. conventional PLC) according to the type of application and its requirements. Students obtain practical hands-on systems development skills with IEC 61499, including SCADA and HMI design and deployment to the network of control devices. Students obtain an overview of artificial intelligence methods in automation: artificial neural networks, fuzzy logic, semantic knowledge models, reasoning. Intelligent agents. 14 Innehåll: This course will address the problem of how to design future automation systems in the Internet of Things era, when all sensors and actuators are connected to wired and wireless networks and equipped with own embedded micro-controllers (aka intelligent sensors/actuators). We will discuss motivations for designing automation systems in a distributed way in such application areas as advanced manufacturing or critical infrastructures. The main benefit of using such automation architecture is related to flexibility and adaptability requirements: it is easier to reconfigure a system that consists of intelligent building blocks in a plug and play way, than design and program new configuration. The main tool used in this course will be the emerging automation architecture of distributed function blocks. It will be presented in combination with a variety of modern computing technologies, such as human-computer interaction, modelbased design and artificial intelligence. The course can also serve a starting point to motivate students taking more specialised postgraduate courses on particular topics. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: The course is problem solving driven. The students will receive necessary knowledge for the problem solution via lectures and reading. The students will acquire practical skills of software tools during lab exercises. Exam. Studiematerial: Slides and handouts Förkunskaper: Automation 1 and 2 from our bachelor or similar knowledge (PLC programming, automation systems, sensors, actuators). Software development courses. Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8103 Modelling, Estimation and Dynamic Systems (5 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Quan Zhou Undervisningsperiod: I (Autumn 2015) Arbetsmängd: Lectures 28h, exercise sessions 12h, independent study and problem solving 84h, home exam 9h. Lärandemål: After completing the course, a student can select proper modeling approach for specific practical problems, formulate mathematical models of physical systems, construct models of systems using modeling tools such as MATLAB and Simulink, and estimate the parameters of linear and nonlinear static systems and linear dynamic systems from measurement data. Innehåll: Basic modeling methods, including first principle modeling and data-driven modeling, for both static and dynamic systems: first principle modeling, black box modeling, regression methods, static parameter estimation for linear and non-linear systems, identification of linear time-invariant dynamical systems, model validation. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Home assignments (50%) and exam (50%). Studiematerial: Handouts/lecture slides, Ljung, Modeling of dynamic systems, 1994, additional book chapters. Förkunskaper: Programming in Matlab, Matrix and Linear Algebra, Basic course in Control Engineering or relevant knowledge. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8104 Stochastic models and estimation (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen; Arto Visala Undervisningsperiod: I (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 36 h, independent studies and work based-learning 90 h, examination 3 h 15 Lärandemål: The student understands the main concepts in stochastics, mathematics and main concepts related to estimation and state estimation, the role of uncertainty in dynamic systems and is able to implement state filtering algorithms both in linear and nonlinear case. The student also can use the tools of stochastic systems identification. Innehåll: Basics of statistics and stochastic processes. Basic concepts in estimation, ML, MAP, LS, MMSE; unbiased estimators. Linear estimation in static systems. Optimal state estimation in discrete linear dynamic systems, Kalman filter and information filter. Optimal State estimation in nonlinear dynamic systems, recursive functional relationship. Approximation of optimal nonlinear state estimation, particle filter, extended Kalman filters, 1st and 2nd order. Adaptive estimation. Stochastic system identification. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Final exam (60%), assignments (40%). Studiematerial: Yaakov Bar-Shalom, et al: Estimation with applications to tracking and navigation (2001), handouts. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-84.3128. Förkunskaper: Basic knowledge of control engineering and robotics, basic probability theory and statistics. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English. ELEC-E8110 Automation Software Synthesis and Analysis L (5 sp) Ansvarig lärare: Valeriy Vyatkin; Pekka Aarnio; Cheng Pang Undervisningsperiod: IV-V Arbetsmängd: Lectures 10. Reading 5. Individual problem solving 40. Laboratory sessions in small groups 5. Team work 20. Tutorials and other supervised activity in PC classroom, including audits 12. Report preparation and final audit 20. Reflection 20. Lärandemål: After completing the course, a student will understand: benefits of formal methods application for automation systems analysis and synthesis; correctness of system's behaviour, compliance with performance and safety requirements; formal modelling of cyber-physical systems, including code-based model generation; formal synthesis of discrete event systems. Innehåll: The students will acquire theoretical background and practical experience of formal methods application for validation and synthesis of hardware, software and reactive embedded systems Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: The course is problem solving driven. The students will receive necessary knowledge for the problem solution via lectures and reading. The students will acquire practical skills of software tools during lab exercises. Exam. Studiematerial: Slides and handouts Förkunskaper: Required: Automation 1 and 2 or similar knowledge. Software development practice. Useful: Discrete mathematics Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8111 Autonomous mobile robots L (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen; Arto Visala Undervisningsperiod: IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 40 h, independent studies and work based-learning 86 h, examination 3 h Lärandemål: The student understands and can explain main concepts related to Autonomous Intelligent mobile robots and vehicles. The student can implement algorithms for different functions of mobile robots. 16 Innehåll: The locomotion and kinematics of mobile robots and intelligent vehicles. Machine perception and sensors for mobile robots; representing uncertainty, wheel/ motor/heading sensors, inertial measurement unit (IMU), beacons, active ranging and machine vision for outdoor use. Mobile robot localization and Mapping, probabilistic and other map representations, different approaches for SLAM. Path and trajectory planning and navigation, reactive control, obstacle avoidance and safety. Motion Control; trajectory and path following, NMPC. Intelligent autonomous heavy duty work machines and vehicles. Fleet control. Autonomous cars. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Assignments (60%), course project (40%). Studiematerial: Siegwart Roland et al: Introduction to Autonomous Mobile Robots (2nd edition, 2011), handouts. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-84.3144. Förkunskaper: Basic knowledge of programming, automation and control engineering, robotics and estimation. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8112 Hybrid powertrains in vehicles (5 sp) Ansvarig lärare: Panu Sainio; Jorma Selkäinaho Undervisningsperiod: III (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 12 h, independent studies and work-based learning 120 h, examination 3 h. Lärandemål: After the course the student will have elementary knowledge of drivers towards electric power transmission and the main differences between road vehicles and non-road mobile machinery. He/she knows the components, topologies and dynamics of hybrid electric power transmission. He/she can dimension power transmission components based on performance requirements and duty cycle of the vehicle. He/she can model and control the power flows and energy balance of the vehicle. Innehåll: The course includes the structure, functionality, components and control of electric power transmission systems in electric and hybrid vehicles. Topologies of hybrid and electric vehicles, dimensioning of the power train components, hybrid solutions, electric machines, electric converters, batteries, ultra capacitors, fuel cells, diesel engines, power control, optimization, drivers towards electrification, efficiency. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Final examination (80%) and exercise participation (20%). Studiematerial: Lecturers' handouts. Förkunskaper: Bachelor of Science in Technology level competence. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8113 Information systems in industry (5 sp) Ansvarig lärare: Ilkka Seilonen; Valeriy Vyatkin Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: Lectures 24. Homeworks 24. Exam (incl. preparation) 12. Teamwork 72. Lärandemål: After completing the course, a student can: explain main concepts of MOM, related information systems and their development; analyze development needs of MOM and related information systems; design applications and software integration for information systems of MOM; act as a member of development team performing the previous tasks Innehåll: The objective of the course is to teach students about information systems of industrial companies, particularly those that are utilized in manufacturing operations 17 management (MOM). Thus, in this course the viewpoint of students to automation is enlarged and they are able to understand its role as a part of a larger context of managing industrial production. MOM forms a higher level of control which inherently has human-in-the-loop. The content of the course consists of the following topics: enterprise architecture and the roles of MOM and automation in it; activities and information systems of MOM and their relation to automation; development process of information systems of MOM; integration of information systems of MOM with automation Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Teaching at the course will include lectures, personal homeworks, a teamwork and an exam. Material at the couser contains excerpts from selected literature, illustrative examples from practice and research, and programming excercises. The examples are taken from different application domains including discrete part manufacturing, process industry and agricultural production, in future possibly also from electric power transmission and delivery. The teamwork imitates the development of MOM in laboratory environment based on quite detailed instructions. Grading is based on homeworks (1/3), the teamwork (1/3) and the exam (1/3). Studiematerial: Slides and handouts Ersättande prestationer: AS-116.3111 Teollisuuden tietojärjestelmät Förkunskaper: Required: basic courses on automation; basic courses on programming. Useful: software or automation system engineering. Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8114 Manufacturing Automation Systems Modelling (5 sp) Ansvarig lärare: Seppo Sierla; Valeriy Vyatkin Undervisningsperiod: V Arbetsmängd: Tutorials and other supervised activity in PC classroom, including audits 12. Team work 20. Report preparation and final audit 20. Reflection 30. Reading 5. Laboratory sessions in small groups 5. Individual problem solving 40. Lärandemål: Model driven engineering skills with SysML. Systems engineering project skills with a focus on the following project phases: requirements, architectural design and detailed design. Traceability as a crucial element bridging the design and the process that was used to create the design - a core technique to address topical major systems engineering challenges faced by the industry related to change management and certification. Teamwork skills: modularization should already be familiar to students as a fundamental design technique. In this course, modularization is revisited as a powerful technique for dividing, coordinating and integrating teamwork. A SysML tool is used by the team to perform group work, assign modules to individual team members for independent problem solving and to later integrate each members inputs to a coherent model. Mechatronic skills: hands-on experience with various mechatronic components as well as their design representations, including linkages between software, electronic, mechanical and pneumatic aspects of the mechatronic components. Reporting skills: understanding that in the future systems engineering practice, all design information is in a data repository, from which it is possible to create visual or textual representations for the purposes of editing or reporting any aspects of the design or of the process that was used to develop the design. Innehåll: According to an analysis of several calls in the European Commission's Horizon2020 Factories of the Future program, multi-disciplinary engineering capabilities are needed to address the challenges faced by European manufacturing and machine automation industries. These challenges include lead time reduction for custom product development, increasing energy efficiency of machines and production processes as well as reuse and recycling of machines or machine parts. A common approach for addressing the challenges is the development of digital mappings between the specifications used by different design disciplines and in different phases of the 18 development and manufacturing process. In this course, students will perform systems engineering on a case study including (PLC) software, electronic, mechanical and pneumatic functionality. The international systems engineering standard SysML is used to capture the different aspects of the design as well as the linkages between them. The course builds on model driven engineering (MDE) practices introduced in the prerequisite course "Distributed and Intelligent Automation Systems", with a focus on the interdependencies between requirements, architectural design and detailed design as well as behavioral and structural aspects of the product. A fundamental and topical industrial challenge in systems engineering is to store an item of product information in one repository only and to be able to present it in several different design views representing different aspects of the product - capabilities of MDE and SysML are exploited to resolve this challenge. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Teaching methods The course consists of PC classroom work with SysML tools as well as lab sessions involving the case study that will be modeled on the course: a complex Festo didactic miniature manufacturing process comprising of 4 workstations and covering all the key functionality of a manufacturing line with miniature but realistic electronic, mechanical and pneumatic components controlled by PLC based automation. In lab sessions, small groups of students will be able to run the process under the supervision of an assistant as well as ask any questions about the equipment. PC classroom teaching includes short lectures, guided tutorials on modeling principles as well as practical tool issues in SysML as well as interactive sessions on a group by group basis regarding modeling principles, decisions and criteria, including discussion on how the students apply the required reading (scientific literature on SysML) to the modeling problem. The students submit a report documenting their design. Evaluation methods The course is evaluated according to the report and final audit - there is no exam. Before submitting the report, each team will perform several audits with the teacher focussing on different aspects of the SysML model under development. The audits are part of the interactive sessions mentioned under teaching methods. The intermediate audits are not graded but are for the purpose for giving feedback and developing presentation and argumentation skills. The final grade is based on the quality of the report which will obviously be impacted by how active the students are during the audit and how diligently they implement the feedback. Studiematerial: Slides and handouts Förkunskaper: Automation 1 and 2 from our bachelor or similar knowledge (PLC programming, automation systems, sensors, actuators) ELEC-E8102 Distributed and Intelligent Automation Systems Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8115 Micro- and Nano Robotics L (5 sp) Ansvarig lärare: Ville Kyrki; Quan Zhou Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Lectures 24h, seminar 4h, independent study and group project work 104h (including hands-on sessions depending on the topic of the project). Lärandemål: After completing the course, a student can explain the working principle of major micro- and nano robotic systems for different applications, analyze the physics of micro- and nano scale locomotion and interaction, choose micro- and nano actuation and sensing techniques and apply micro- and nano robotic manipulation systems for certain applications, program and control micro- and nano robotic systems and analyze and evaluate specific micro- and nano robotic implementations. 19 Innehåll: This course teaches micro- and nanorobotics, an interdisciplinary topic on miniaturized robots that works with microscopic objects or the robots have miniaturized bodies. The content includes: physics at micro- and nano scale, sensing and actuation for micro- and nanorobotics, locomotion and energy, manipulation at micro- and nano scale, perception and automation, and selected case studies on bio-manipulation, microassembly, miniaturized medical robot, microrobotic scientific tool, and/or exploration robots. A list of project topics will be offered to student groups for in-depth study of selected topics. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Results of the project work. Studiematerial: Handout/lecture slides. Ersättande prestationer: AS-74.3178 Micro- and Nanorobotics Förkunskaper: Basic programming skills e.g. Java, MATLAB; basic course in automation. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8116 Model-Based Control Systems L (5 sp) Ansvarig lärare: Arto Visala; Kai Zenger Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Lectures 24, Self-study after lectures 30, Exercise sessions 24, Solving exercise tasks 20, Project 16, Exam preparation 19, Exam 2. Lärandemål: After completing the course the student can: explain the main analysis and synthesis methods to be systematically used in the control of multivariable processes, formulate a well-defined control problem for multivariable processes, choose and implement a suitable solution (method and algorithms) to the control problem, evaluate the performance of the solution, understand the fundamental restrictions in control. Innehåll: Basic model types of multivariable linear systems. Structural properties of multivariable systems. Canonical control configurations. Analysis of the closed-loop system by sensitivity functions. Fundamental restrictions in control. Relative gain array analysis and decoupling compensators. Loop shaping techniques. Introduction to robust control. Introduction to model predictive control. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Exam and home assignment, Bonus for home exercises. Studiematerial: Glad, Ljung: Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods (Taylor and Francis 2000). Lecture slides, Exercises with solutions. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-74.3123. Förkunskaper: Basic course of continuous time control systems. Fundamentals of digital control. Use of Matlab/Simulink. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8117 Modelling and Control of Field Systems L (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Robert Tenno Undervisningsperiod: III-IV Arbetsmängd: Contact teaching 45 h, independent studies and work based-learning 85 h, no exam. Lärandemål: After this course lectures the student knows the basic theory of the field problems and can recognize the most important field systems. After completing the course exercises the student may independently create versatile field models by using the COMSOL Multiphysics software and interpret the model outputs. By combining the lectures and exercises the student gains skills to recognize control problems related 20 to fields and is able to search solutions for them by using the essential literature, field models and software. Innehåll: Modelling field problems: mass and heat transfer, fluid dynamics, electromagnetic field and random field. Field boundary control and domain control. Applying field models to computer aided design of control systems. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Model for a field system is a partial differential equation (PDE). We use a well-known physical phenomenon and then explain how this phenomenon can be described using PDEs. Moving from one phenomenon to another a new PDE can be introduced as far as a certain generic structure emerges. Three level PDEs is considered in this course – they cover almost all the engineering applications: scalar field, vector field, interaction between fields and random field. We start from scratch slowly and develop student understanding via discussion and proactive, exploratory exercises. By time, increase content difficulty and elevate level of independence required from student. No project work or such. No exam. Grade is determined upon ‘performance points’ as follows: exercises 75%, quiz problems 16% and lecture attendance 9%. Studiematerial: Tenno R., Lecture Notes, 2015 (major); Pinchover Y., Rubinstein J., An Introduction to Partial Differential Equations, Cambridge University Press, 2005; Granger R.A., Fluid Mechanics, Dover Publications, 1995; Cheng D.K., Field and Wave Electromagnetics, Addison-Wesley Publishing, 1989; COMSOL Multiphysics User Manual. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-74.3179 Förkunskaper: Basic knowledge of dynamic systems and ordinary differential equations; basic knowledge of control Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8118 Robotic Vision L (5 sp) Ansvarig lärare: Pekka Forsman; Ville Kyrki Undervisningsperiod: III (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 36 h, independent study 95 h, examination 3 h Lärandemål: After completing the course, a student can: (I) explain main concepts of computer vision and in particular geometrical computer vision; (ii) propose solutions to simple image processing problems related to image enhancement and feature extraction; (iii) formulate main problems (pose estimation, camera calibration, stereo calibration, target tracking, structure from motion / 3D reconstruction) in geometrical computer vision as mathematical problems; (iv) choose and implement algorithms (including non-linear and robust parameter estimation) to solve the above problems; (v) evaluate a practical vision problem and suggest a system to solve it. Innehåll: Images and imaging. Image enhancement. Feature extraction. Tracking. Perspective projection and camera calibration. Pose estimation. Stereo geometry. Stereo reconstruction. Visual servoing. 3-D reconstruction. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Exercise problems (50%), final exam (50%). Studiematerial: Lecture material, Trucco&Verri: Introduction to 3-D Vision, Peter Corke: Robotics,Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB, Springer Tracts in Advanced Robotics. Ersättande prestationer: Replaces the course AS-84.3126. Förkunskaper: Programming in Matlab, basic matrix and vector algebra, solutions to sets of linear equations, basics of numerical optimization of multi-dimensional functions. Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English. 21 ELEC-E8119 Robotics: Manipulation, Decision Making and Learning L (5 sp) Ansvarig lärare: Pekka Forsman; Ville Kyrki Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 28 h, independent study, assignments and project work 104 h Lärandemål: After completing the course, a student can: (I) explain main concepts related to robotic manipulation; (ii) explain the role of uncertainty in robotic systems; (iii) read scientific literature in robotics to choose approaches for a particular problem; (iv) implement state-of-the-art algorithms. Innehåll: Manipulation in robotics. Modeling uncertainty. Markov decision processes, partially observable Markov decision processes. Learning in robotics. Reinforcement learning. Imitation learning. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Assignments (75%), project work (25%). Studiematerial: Lecture notes. Articles given in lectures. Förkunskaper: Programming. Basic matrix and vector algebra. Basic control theory. Basic probability theory. Basic robotics (e.g. Robotics course). Basic mobile robotics (e.g. Autonomous mobile robots course). Bedömningsskala: 0-5 Undervisningsspråk: English ELEC-E8122 Multivariate regression methods L (5 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Navid Khajehzadeh Kursnivå: Master and doctoral Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder ELEC-E8401 Condition Monitoring of Electrical Equipment L (5 sp) Ansvarig lärare: Petri Hyvönen; Joni Klüss Undervisningsperiod: IV-V (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 21 h, independent studies and work-based learning 112.5 h. Lärandemål: The student will deepen their understanding of methods and requirements for condition monitoring of high voltage equipment and learn how to implement diagnostics techniques for insulation condition assessment. Innehåll: Principles of condition monitoring. Insulation designs of different equipment (transformers, cables, SF6 switchgear, etc), insulation failure, assesment of insulation condition, condition monitoring methods and tools. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Contact sessions and group work, laboratory measurements, report, learning diary. Ersättande prestationer: Replaces S-18.149 and S-18.4149 Förkunskaper: ELEC-E8409 recommended Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Intensive course with full day lecture and additional sessions. Schedule varies each year. ELEC-E8402 Control of Electric Drives and Power Converters L (5 sp) Ansvarig lärare: Marko Hinkkanen; Seppo Saarakkala Undervisningsperiod: IV-V (Spring 2016 22 Arbetsmängd: Contact teaching (lectures, exercises, instruction sessions, examination) 47 h, individual working (preparing for and reviewing after lectures and exercises, preparing for the examination) 52 h, assignments 36 h. Lärandemål: After the course, students will be able to: 1) draw and explain block diagrams of typical vector-controlled and DTC-controlled drive systems; 2) design three-phase current controllers; 3) select current references for various AC motors; 4) build simulation models for drive systems and power-converter systems; 5) explain the most essential relationships between control of AC motor drives and control of grid converters. Innehåll: Characteristics and models of AC motors in electric drives. Current control and motion control. Control methods based on the vector model. Estimation of flux and speed for sensorless control. Control of grid converters. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Assignments (30%), examination (70%) Ersättande prestationer: Replaces S-81.3300 Förkunskaper: ELEC-E8405 Electric Drives (or similar knowledge) Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8403 Converter Techniques (5 sp) Ansvarig lärare: Seppo Ovaska; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 24 h, independent studies and work-based learning 86 h, revision 20 h, exam 3 h. Lärandemål: Students understands the operating principles of relevant ac-dc, dc-ac and ac-ac converters used in various applications. She/he can select the relevant converter for a specific conversion purpose. This includes applications in industry, household as well as in power systems and renewable energy. Student knows the modulation principles used in different converters. Student can dimension the main circuit of the converters. Innehåll: The depth of analysis is more thorough than in the basic course ELECE8412. Topics discussed are ac-dc, dc-dc, dc-ac and ac-ac converters. The underlining difference is on line-frequency commutation or self-commutation where pulse width modulation is used. Also the use of voltage and current source as the intermediate dcbus is studied. Also high voltage dc transmission (HVDC) and filtering of line-currents and compensation of reactive power are included. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: The course includes lectures and exercises. In addition mandatory laboratory exercises and simulation exercises need to be done before passing the course. Exam. Studiematerial: Andrzej M. Trzynadlowski: Introduction to modern power electronics, 2nd edition, 2010, Wiley&Sons ISBN: 978-0-470-40103-3 and other material distributed during the course. Ersättande prestationer: Replaces S-81.3110 Förkunskaper: ELEC-E8412 Power Electronics Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8404 Design of Electrical Machines (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: III (Spring 2016) 23 Arbetsmängd: Contact teaching 42 h, independent studies and work-based learning 75 h, revision 18 h. Lärandemål: To learn to design and to dimension transformers and rotating electrical machines taking the economical, technical and environmental aspects into account. Innehåll: Dimensioning of the magnetic circuit and windings. Noise of electrical machines. Practical exercise on a transformer. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Approved practical exercise and calculation exercises. Studiematerial: Handouts Ersättande prestationer: Replaces S-17.3030 Förkunskaper: ELEC-E8405 Electric Drives, ELEC-E8407 Electromechanics, or equivalent knowledge. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8405 Electric Drives (5 sp) Ansvarig lärare: Marko Hinkkanen; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching (lectures, exercises, instruction sessions, examination) 47 h, individual working (preparing for and reviewing after lectures and exercises, preparing for the examination) 52 h, assignments 36 h. Total 135 h. Lärandemål: After the course, students will be able to: 1) describe typical applications of electric drives and their performance requirements; 2) calculate the required electromagnetic torque of the motor for various mechanical loads; 3) build simulation models for cascade-controlled DC motor drives and scalar-controlled induction motor drives; 4) tune a PI speed controller based on the mechanical parameters; 5) select the motor and the converter for simple applications. Innehåll: Applications of electric drives and power-electronic systems. Equation of motion, typical load torque profiles, gears and transmissions. Cascade-controlled DC motor drives. Scalar-controlled induction motor drives, space vectors. Motor and converter selection. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Assignments (30%), examination (70%) Förkunskaper: Circuit theory, basics of electrical power engineering, analog control. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8406 Electricity Distribution and Markets (5 sp) Ansvarig lärare: John Millar; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 65 h, independent studies and work-based learning 51 h, revision 18 h, exam 3 h. Lärandemål: Planning of urban and rural electricity distribution networks and overview of electricity markets and regulation. Innehåll: Technical and economic aspects of electricity distribution network planning, functioning of electricity markets and regulation of the distribution business. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Exam and assignments. Studiematerial: 1) Lakervi & Holmes: Electricity Distribution Network Design, 2nd Edition, IEE. 24 2) Lecture slides. Ersättande prestationer: Replaces S-18.3153 and S-18.3154 Förkunskaper: ELEC-E8413 Power Systems or comparable knowledge. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8407 Electromechanics (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 54 h, independent studies and work-based learning 75 h, exam 3 h. Lärandemål: Upon completion of the course the student can: 1. Calculate the magnetic response of a magnetic circuit 2. Explain the principles of electromechanical energy conversion and power losses 3. Describe the construction of different electrical machine types and their operation 4. Build an equivalent circuit of an electrical machine 5. Use equivalent circuits to calculate the steady-state operation quantities of electrical machines Innehåll: Magnetic circuits and fundamental equations, principles of electromechanical energy conversion, transformer operation and construction, DC-machines, synchronous machines, induction machines. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, exercices, home works and laboratory works. Studiematerial: Course book (Sen: Principles of Electric Machines and Power Electronics), lecture slides, and exercises. Ersättande prestationer: Replaces S-17.2020 and S-17.2030. Förkunskaper: ELEC-C8001 Sähköenergiatekniikka (Power Engineering) or equivalent knowledge. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8408 Embedded Systems Development (5 sp) Ansvarig lärare: Seppo Ovaska; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching (lectures, debates, exercises, and examination) 51 h, personal study effort (preparing for lectures/debates, reviews after lectures, homework assignments, review before the examination) 60 h, group collaboration (mini project) 20 h; total 131 h. Lärandemål: On successful completion of this course, the student will be able to: 1. Present the typical life-cycle models for developing embedded systems; both sequential models and agile ones 2. Apply a variety of requirements engineering methodologies for specifying embedded systems 3. Apply commonly used design specification techniques for embedded systems 4. Select and tailor appropriate testing schemes for embedded hardware/software systems 5. Describe a set of effective performance analysis techniques for real-time systems 6. Justify/criticize technology forecasts on the future of real-time systems hardware, software, and applications 25 Innehåll: Requirements engineering methodologies, software design approaches, performance analysis techniques, testing and fault tolerance, envisioning the future of embedded systems. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, debates, homework assignments, mini project, final examination. The final grade is a function of debates ~10%, homework assignments ~15%, mini project ~15%, and the final examination ~60%. Studiematerial: P. A. Laplante and S. J. Ovaska, Real-Time Systems Design and Analysis: Tools for the Practitioner, 4th Edition. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2012, Ch. 5 # Ch. 9. (e-book available for Aalto students from http://onlinelibrary.wiley.com/ book/10.1002/9781118136607). Lecture slides and other e-handouts. Ersättande prestationer: Replaces S-81.3200 Förkunskaper: ELEC-E8001 Embedded Real-Time Systems (or S-81.2200 Sulautetut mikroprosessorijärjestelmät) Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Lectured by Prof. Seppo Ovaska http://people.aalto.fi/en/ seppo_ovaska ELEC-E8409 High Voltage Engineering (5 sp) Ansvarig lärare: Petri Hyvönen; Joni Klüss Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 36 h, independent studies and work-based learning 72 h, revision 20 h, examination 3 h. Lärandemål: Upon succesful completion of the course, the student will be able to: 1. recall the different fields of high voltage engineering, 2. inspect the behavior of different insulators in electric fields and describe their related breakdown processes, 3. identify different high voltage equipment, apply measuring and testing techniques, as well as examine how different voltage stresses affect insulators and systems, 4. collect and construct the necessary tools to continue research in the field of high voltage engineering. Innehåll: Dielectric in electric fields, electrical discharge in insulation systems, calculation of transient voltages, overvoltages, overvoltage protection and insulation coordination, testing and measuring techniques, high voltage sources. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, laboratory tasks, exercises, assignments, excursion, and exam. Ersättande prestationer: Replaces S-18.3146 and S-18.3150 Förkunskaper: ELEC-E8413 Power Systems or comparable knowledge Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8410 Materials in Energy Applications (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen Undervisningsperiod: IV-V (not lectured in 2016. Next time in Spring 2017) Arbetsmängd: Contact teaching 44 h, independent studies and work-based learning 66 h, revision 20 h, exam 3 h. Lärandemål: Upon completion of the course, the student can: 1. List different materials and describe their usage in electrical energy applications 26 2. Model material#s behaviour 3. Construct measurement setup for material characterisation 4. Choose adequate materials for given applications 5. Explain the physics behind materials Innehåll: Magnetic materials, insulation materials and systems, materials for power electronic components, materials for photovoltaic and batteries, primary energy sources. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, exercices and assignments. The grade is based on the exam and the assignments. Studiematerial: Course book, lecture slides, and scientific publications Förkunskaper: ELEC-E8407 Electromechanics or equivalent knowledge Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Not organized in 2015-2016. Next time in Spring 2017. ELEC-E8411 Numerical Methods in Electromechanics L (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: I (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 42 h, independent studies and work-based learning 72 h, revision 18 h, examination 3 h. Lärandemål: To learn to know the numerical methods used for modeling electrical machines. Innehåll: Numerical methods for the analysis of electric, magnetic and thermal fields. Field formulations and finite element method for the solution of two- and threedimensional fields. Electrical machine applications including coupled field and circuit problems, magnetically non-linear materials and modeling of motion. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, exercises and exam. Exam determines the grade, exercises have to be accepted. Studiematerial: Handouts Ersättande prestationer: Replaces S-17.3010 Förkunskaper: ELEC-E8405 Electric Drives, ELEC-E8407 Electromechanics, or equivalent knowledge. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8412 Power Electronics (5 sp) Ansvarig lärare: Marko Hinkkanen; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 37 h, independent studies and work based-learning 77 h, revision 18 h, examination 3 h. Lärandemål: After the course the student understands the operation principles of power electronics and the operation of the most essential converters. Innehåll: The course gives an introduction to power electronics used in electric drives and power supplies. Topics discussed are: power electronic systems, overview of power semiconductor switches, line-commutated ac-dc rectifiers, dc-dc switch-mode converters, self-commutated dc-ac inverters. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, problem solving classes, laboratory exercises, examination. Studiematerial: Ned Mohan, Power Electronics, A First Course, John Wiley & Sons, USA, 2012. Ersättande prestationer: Replaces S-81.2100 and S-81.2110 27 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8413 Power Systems (5 sp) Ansvarig lärare: John Millar; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 46 h, independent studies and work-based learning 68 h, revision 18 h, exam 3 h. Lärandemål: Upon successful completion of the course, the student will: 1. understand the basics of transmission systems, distribution networks, power system components, electrical safety and high voltage engineering, 2. understand the principles of power and voltage control in the power systems, 3. be able to model power system components, 4. understand the technical limitations and rating factors of both the power system and its components, 5. have a basic understanding of protection and electrical safety. Innehåll: Transmission systems, distribution networks, power system components, electrical safety, high voltage engineering. Electrical loads and their modelling. Current and voltage stresses of power system and its components. Real power control, power system balance and stability. Electrical safety. Power system protection. Calculation of faults and load flows. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, calculation exercises, exam. Studiematerial: Handouts Ersättande prestationer: Replaces S-18.2103 and S-18.2104 Förkunskaper: Circuit theory (ELEC-C4110/ELEC-C4120), static and dynamic field theory (ELEC-C4140), or comparable knowledge. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8414 Seminar on Electromechanics L (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 24 h, independent studies and work-based learning 91 h, time spent for revision 18 h, examination 2 h. Lärandemål: To learn to collect and comprehend new knowledge and to present it for other people. Innehåll: The topic of the seminar is chosen annually from the field of electromechanics, such as electromechanical interactions, material modeling, thermal modeling, rotor dynamics, higher harmonics in electrical machines, special electrical machines, etc. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Five lectures will be given at the beginning of the course on the topic chosen. After the lecture period, the student prepares a seminar presentation and presents it. Accepted seminar presentation. The examination result defines the grade of the course. Studiematerial: Lecture material and extracts from journal articles. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8415 Special Assignment in Electrical Power and Energy Engineering V (V) (2-10 sp) 28 Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Jorma Kyyrä; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: I, II, III, IV, V (2015-2016) Arbetsmängd: Independent studies and work-based learning 54-267 h. Lärandemål: The student will focus on a research field and deepen their knowledge on that subject, learn to write technical research reports, and perform research. Innehåll: An independently conducted, supervised individual assignment on a topic relating to a selected field of research. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Varying. Independent research assignment, report, and presenation. Ersättande prestationer: Replaces S-17.3710, S-18.3156, S-81.3400. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Tilläggsinformation: Content and scdehule is agreed upon with the corresponding contact person. Contacts for research fields: 1. Electromechanics: Anouar Belahcen, Antero Arkkio 2. Power Systems: Matti Lehtonen 3. High Voltage: Joni Klüss 4. Industrial electronics: Seppo Ovaska 5. Power Electronics: Jorma Kyyrä 6. Electric drives: Marko Hinkkanen ELEC-E8416 Special Course on Electromechanics L (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching 48 h, independent studies and work-based learning 66 h, time spent for revision 18 h, examination 3 h. Lärandemål: To obtain profound knowledge on a chosen topic of electrical machines. Innehåll: The topic of the seminar is chosen annually from the field of electromechanics, such as electromechanical interactions, material modeling, thermal modeling, rotor dynamics, higher harmonics in electrical machines, special electrical machines, etc. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, a practical exercise and examination. Examination defines the grade, homework has to be accepted. Studiematerial: Lecture material and extracts from literature. Ersättande prestationer: Replaces S-17.3050 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8417 Switched-Mode Power Supplies (5 sp) Ansvarig lärare: Seppo Ovaska; Jorma Kyyrä Undervisningsperiod: IV-V (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching 48 h, independent studies and work-based learning 62 h, revision 20 h, exam 3 h. Lärandemål: Upon completion of the course, the student: 1. knows the topologies of the most common switch mode power supplies and can analyze their operation. 2. masters the basics of the dynamic modeling and control of SMPS. 3. knows basics of high frequency inductors and transformers and dimensioning of them as part of SMPS. Innehåll: Circuit topologies and operating principles of the most common power supplies based on power electronics. DC-DC converters, resonant topologies, galvanic isolation and isolated topologies, modeling and control of power supplies, diode rectifiers and active power factor correction. 29 Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, exercises, simulation exercises, laboratory exercise, exam. Exam defines grade (simulation exercises must be accepted). Studiematerial: Mohan, Undeland, Robbins: Power Electroncis, Converters, Applications and Design, Wiley&Sons, 3. edition, 2003 and other distributed material. Ersättande prestationer: Replaces S-81.3100 Förkunskaper: Fundamentals of electrical engineering and electronics. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8418 Elenergins användningstillämpningar (5 sp) Ansvarig lärare: Pirjo Heine; John Millar Undervisningsperiod: IV-V (vår, jämna år, föreläses nästa gång våren 2016) Arbetsmängd: Föreläsningar 52 h, självständigt arbete 50 h, repetition 25 h, tentamen 3 h. Lärandemål: Efter avlagd kurs känner du till de viktigaste kundgrupperna inom elmarknaden, du kan modellera deras elförbrukning och du känner till förutsättningarna att delta i elmarknaden. Genom praktiska exempel har du bekantat dig med användningsområden för el, efterfrågeelasticitet samt, krav på energieffektiviteten. Innehåll: De studerande lär sig grundkunskaper om elförbrukningen och modelleringen för de olika kundgrupperna. Kursen fokuserar sig på hur elmarknaden fungerar, vilket förtydligas genom flera praktiska exempel. Stor uppmärksamhet läggs på krav på efterfrågeelasticitet och energieffektiviteten i dagens värld. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar, studiebesök och tentamen Studiematerial: Lärohäfte (kompendium). Ersättande prestationer: S-18.3161 Förkunskaper: ELEC-E8413 Power Systems (rekommenderas), Excel-kunskap. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska Tilläggsinformation: Jämna år, föreläses nästa gång våren 2016. ELEC-E8419 Elöverföringssystem 1 (5 sp) Ansvarig lärare: Liisa Haarla; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: I-II (2015) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 48 h, självständiga studier och lärande i arbetet 72 h, repetition 10 h, tentamen 3 h. Lärandemål: Efter avlagd kurs kan den studerande beräkna aktiv och reaktiv effekt i en ledning, beräkna både absolut värde och vinkel för spänningar i ledningsändor, beräkna belastningsfördelning i maskade nät och ledningens överföringskapasitet, beräkna parallellfel med symmetriska komponenter för nät med 2#3 noder. Han/hon kan härleda ekvationer för vinkel- och spänningsstabilitet och kan beräkna vinkelstabiliteten med ytkriteriet, förklara varför reläskydd behövs, räkna upp de viktigaste reläerna, beräkna reläinställningarna för en ledning och räkna upp de egenskaper som påverkar nätet för en högspänningslikströmsförbindelse och berättä hur man bestämmer överföringskapasiteten. Innehåll: Kursen ger baskunskap om eltransmissionsnäten och deras viktigaste komponenter. På kursen behandlas valet av spänningsnivå, kraftledningsekvationer, beräkning av belastningsfördelning, fel och störningar i nätet, felströmmar och 30 symmetriska komponenter, reläskyddssystem, stabilitet, spänningsreglering, högspända likströmsförbindelser och bestämning av överföringskapacitet. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, räkneuppgifter och obligatoriska övningar. I tentamensbedömningen beaktas räkneuppgifter. Studiematerial: Elovaara, Haarla: Sähköverkot 1 och Sähköverkot 2. Material som delas ut på föreläsningarna eller på kursens webbplats. Ersättande prestationer: S-18.3200 Förkunskaper: ELEC-E8413 eller motsvarande kunskaper. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8420 Elöverföringssystem 2 (5 sp) Ansvarig lärare: Liisa Haarla; Matti Lehtonen Undervisningsperiod: IV-V (på udda år, 2017) Arbetsmängd: Kontaktundervisning 32 h, självständiga studier och lärande i arbetet 101 h. Lärandemål: Efter avlagd kurs kan den studerande beräkna seriella och parallella systems pålitlighet och förklara elsystemets pålitlighetsprinciper. Hon/han kan skriva tekniska texter. Beroende på kursens innehåll kan den studerande följande saker: förklara de av vindkraftens specialegenskaper som påverkar nätet, räkna upp de centrala begreppen inom elkvalité, känner till störnings och farspänningar. Han/hon kan berätta hurudana de elektriska och magnetiska fälten nära ledningarna är och hur stora de får vara. Han/hon kan räkna upp olika typer av överspänningar och vilka saker som påverkar nätets isolationskoordination, samt kan berätta hur nätet planeras, hurdana är europeiska nätregler och hur man preparerar dem. Innehåll: Kursen ger fördjupade kunskaper i eltransmissionssystem. Kursens innehåll varierar något från år till år. På kursen behandlas eltransmissionssystemens tillförlitlighet och några av följande teman: isolationskoordination, elektriska och magnetiska fält, elkvalitet, planering av nät, anslutning av vindkraft och kärnkraft till nätet, europeiska nätregler. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Kursen har föreläsningar där man också gör övningsuppgifter. Kursen föreläses förutom av den ansvariga läraren också av gästföreläsare. Kursen avläggas delvis genom individuella föreläsningsdagböcker och delvis genom rapporter, som studenter skriver i små grupper. Bedömningen beror 70 % av innehållet och 30 % av skriftliga kunskaper. Studiematerial: Elovaara ja Haarla: Sähköverkot 1 och Sähköverkot 2, Haarla, Koskinen, Hirvonen, Labeau: Transmission Grid Security: A PSA Approach. Material som delas ut på föreläsningarna eller på kursens webbplats. Ersättande prestationer: S-18.3201 Förkunskaper: ELEC-E8413, ELEC-E8419 eller motsvarande kunskaper. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska Tilläggsinformation: Studenten bör bekräfta sin deltagande till kursen på den första lektionen. ELEC-E8421 Tehoelektroniikan komponentit (5 sp) Ansvarig lärare: Jorma Kyyrä; Jouko Niiranen Undervisningsperiod: I-II (2015) Lärandemål: Kursens mål är att ge förmåga till dimensionering och selektion av komponenter i kraftelektronikens apparater med datablad. 31 Innehåll: Dioders, tyristorers och krafttransistorens egenskaper och function. Dimensionering av kyling,. Skydd mot överspänningar och överströmmar. EMC filtrering. Resistiva, capacitiva och induktiva komponenter. Utrustning som används för överföring av styrsignaler. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar, planerings övning, tentamen. Studiematerial: Niiranen: Tehoelektroniikan komponentit, Otatieto 575, 4. edition 2007 (delvis) och annat distribuerade material. Ersättande prestationer: S-81.3120 Bedömningsskala: Tentamen (0-25 poäng) och frivillig planerings övning (0-5 points). Minimal krav för tentamen är 11,5 poäng. Skala: 0,0-13,5 = 0 14,0-16,0 = 1 16,5-19,5 = 2 20,0-23,0 = 3 23,5-26,5 = 4 27,0-30,0 = 5 Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska, vid behov materialen kan ordnas på engelska. ELEC-E8700 Principles and fundamentals of lighting (5 sp) Ansvarig lärare: Eeva-Liisa Halonen; Helder Lemos de Almeida Pinho Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Compulsory course for the major in Translational Engineering Mandatory common courses for Translational Engineering Kurssin taso: M.Sc. Opetusperiodi: II (Autumn 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Contact sessions 30h Independent work 102h Examination 3h Osaamistavoitteet: At the end of the course the student will be able to: Recognize and use basic lighting laws and theories in calculations Distinguish between lighting quantities, respective units and symbols Recognise the main operational principles of light measurement instruments Operate light measurement instruments Recognize and compare the different type of light sources, their characteristics, performances and operational principles Apply the fundamentals of colorimetry to evaluate lighting installations and light sources Demonstrate the influence of light on vision and visual performance Analyse and differentiate the basic technical aspects of lamps, luminaires and system designing Use lighting design software Sisältö: Lighting laws and theories; lighting quantities, units and symbols; light sources and technologies; light measurement instruments; vision and visual performance; fundamentals of colorimetry; basic design aspects of lamps, luminaires and lighting installations; lighting simulation programs Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Examination 70% Assignments 30% 32 Regular attendance required. One absence may be made up by completing an assignment agreed upon with the teacher. Oppimateriaali: Handouts Korvaavuudet: S-118.3216 Valaistustekniikka I S-118.3217 Illumination Engineering I Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Registration via WebOodi Opetuskieli: English ELEC-E8701 Lighting technology and applications (5 sp) Ansvarig lärare: Eeva-Liisa Halonen; Helder Lemos de Almeida Pinho Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Compulsory course for the Smart Living Environment study path of the major in Translational Engineering. Kurssin taso: M.Sc. Opetusperiodi: IV-V (Spring 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Contact sessions 24h Independent work 103h Examination 3h Osaamistavoitteet: At the end of the course the student will be able to: Examine lighting regulations, recommendations, directives and standards Explain lighting control systems and approaches Perform lighting costs calculations and life-cycle analyses Identify the factors involved in lighting quality, energy and visual performance Debate the influence of light in health Differentiate between visual and non-visual aspects of light Classify and describe the various phenomena of interaction between light and matter Plan and design lighting installations and systems Compare, evaluate and analyse practical lighting applications Practice team work presentation skills Sisältö: Lighting regulations, recommendations, directives and standards; lighting control; lighting costs and life-cycle analyses (LCA); lighting quality; energy and visual performance; non-visual aspects of light; optics; lighting design and applications Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Examination 60% Assignments 40% Regular attendance required. One absence may be made up by completing an assignment agreed upon with the teacher. Korvaavuudet: Substitutes the course S-118.3218 Valaistustekniikka II Esitiedot: ELEC-E8700 Principles and fundamentals of lighting (5 cr) Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Registration via WebOodi Opetuskieli: English ELEC-E8702 Elinstallationer i byggnader (5 sp) Ansvarig lärare: Eeva-Liisa Halonen Kursens status: Magisterprogram i Automation och Elektroteknik Obligatorisk kurs för den Smart Living Environment studiehelheten i huvudämnet Translational Engineering. Kursnivå: DI (högre högskoleexamen) Undervisningsperiod: III - V (våren 2016). Arbetsmängd: 33 Lektioner och övningar 28 h Självständigt arbetande 104 h Prov 3 h Lärandemål: I slutet av kursen kan studenten: Identifiera viktigaste planeringskrav av elinstallationer i byggnader Tolka och tillämpa samhörande lagstiftning, rekommendationer och förordningar Igenkänna grafiska symboler använda i ritningen Dimensionera elkablar och skydd Planera elinstallationer Producera och rapportera projektritningar och beskrivningar Använda CAD program som planeringsverktyg Känna grunder i elsäkerheten Innehåll: Planeringskrav av elinstallationer i byggnader; lagstiftning, rekommendationer och förordningar; grafiska symboler; dimensionering av elkablar och skydd; planering; rapportering; CAD program som planeringsverktyg; grunder i elsäkerheten. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Prov 70% Planeringsuppgift 30% Studiematerial: Kompendium och litteratur Ersättande prestationer: Ersätter kursen S-118.3280 Planering av elektriska hustekniska system. Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: Anmälan i WebOodi. Kontrollera anmälningstiderna i WebOodi. Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8703 Special assignment in illumination engineering and building electrical design V (V) (5 sp) Ansvarig lärare: Eeva-Liisa Halonen; Helder Lemos de Almeida Pinho Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Compulsory course for the Smart Living Environment study path of the major in Translational Engineering. Kurssin taso: M.Sc. Opetusperiodi: I, II, III, IV, V (academic year 2015-2016) Työmäärä toteutustavoittain: Agreed with each student individually Osaamistavoitteet: Agreed with each student individually Sisältö: Agreed with each student individually Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Special assignment Korvaavuudet: S-118.3232 Valaistustekniikan ja sähköisen talotekniikan erikoistyö Esitiedot: ELEC-E8700 Principles and fundamentals of lighting and ELEC-E8701 Lighting technology and applications Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Contact Prof. Liisa Halonen ( [email protected]). Opetuskieli: English and Finnish ELEC-E8711 Materials Compatibility (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Vesa Vuorinen Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Kurssin taso: M.Sc. level Opetusperiodi: III - V (Spring 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Lectures 24h Exercises 12h Assignments 94h 34 Osaamistavoitteet: The main focus of the course is placed on understanding the materials compatibility in heterogeneous structures utilized in smart system integration and ubiquitous electronics. After the course the student can utilize a method combining thermodynamics and reaction kinetics of materials, theories of microstructures, mechanics of materials as well as mechanisms of adhesion to solve materials compatibility issues in electronics and microsystems. The student understands the thermal, thermomechanical and mechanical properties of materials used in electronic products from reliability point of view and how these properties can be controlled. In addition, the principles of finite element modelling will be comprehended. Sisältö: The basics of materials compatibility, chemical reactions between materials, interfacial phenomena and their effect on the material properties. The interpretation of phase diagrams, diffusion mechanisms and microstructures of real cases from microsystems integration. The mechanical, thermal and thermomechanical characterization of microsystems. Modelling tools, principles of reliability mechanics and materials behavior under different stresses. A brief training of finite element software (Abaqus) about thermomechanical simulation. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Mid term exams (50%) and two assignments (50%) Oppimateriaali: Laurila, T., Vuorinen, V., Paulasto-Kröckel, M., Turunen, M., Mattila, T.T., Kivilahti, J., Interfacial Compatibility in Microelectronics Paul, A., Laurila, T., Vuorinen, V., Divinski, S.V., Thermodynamics, Diffusion and the Kirkendall Effect in Solids, Chapters 1-5 Korvaavuudet: S-113.3102 Materials' Compatibility I and S-113.3103 S-113.3103 Materials' Compatibility II Esitiedot: ELEC-D8710 Principles of materials science and ELEC-E8712 Design for reliability are recommended Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: English ELEC-E8712 Design for reliability (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Vesa Vuorinen Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Kurssin taso: M.Sc. level Opetusperiodi: I - II (Autumn 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Lectures 42h Assignments 36h Independent work 46h Midterm exams 6h Osaamistavoitteet: The purpose of the course is to provide a comprehensive understanding about the factors that affect the reliability of novel electronic products. The emphasis is placed on the accelerated reliability testing, life time prediction methods and physics of failure analysis. After the course the student should have a general understanding on the most common materials, structures, manufacturing methods and failure mechanisms of typical electronic components, packages, modules and devices. Sisältö: Basics of the design for reliability and manufacturability. FMEA analysis and reliability metrology. Reliability prediction methods of electronic products. Different accelerated reliability testing methods. Failure mechanisms related failure analysis methods in different hierarchical levels of electronic systems. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Midterm exams (80%) Assignments (20%) Oppimateriaali: Handouts 35 Laurila, T., Vuorinen, V., Paulasto-Kröckel, M., Turunen, M., Mattila, T.T., Kivilahti, J., Interfacial Compatibility in Microelectronics J. Liu, Reliability of Microtechnology V. Puligandla, Failure Modes and Mechanisms in Electronic Packages D. Crow, A. Feinberg, Design for reliability D. H. Stamatis, Failure mode and effect analysis: FMEA from theory to execution Korvaavuudet: S-113.3141 Design for Reliability Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: English ELEC-E8713 Materials & Microsystems Integration (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Vesa Vuorinen Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Kurssin taso: M.Sc. level Opetusperiodi: I - II (Autumn 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Lectures: 30 h RE study and presentations: 30 h Lab work: 30 h Seminars: 30 h Other independent work: 15 h Osaamistavoitteet: After the course the student is familiar with the 3D-integration processes and typical materials used in microsystem integration and is able to compare the advantages and disadvantages of different methods.The student will also gain knowledge about the properties of materials used and their compatibility issues in microsystem technology. Advanced production processes and their effect on the quality and reliability must also be understood. In addition, the emphasis is placed on experimental design as well as acquisition and critical analysis of information. Sisältö: The focus is in 3D-integration of microsystem technology (More than Moore approach). Integration technologies for MEMS/ASIC, sensor systems and power components will be covered. After the lecture series, a reverse engineering study of selected state-of-the-art modules will be conducted. Potential improvement areas for RE analysed parts will be identified with the help of a litterature survey. Selected design improvements will be studied experimentally and results summarized in a presentation Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Participation at the lectures and seminars, RE analysis report, critical literature review, participation at the lab work and presentations Grade based on RE analysis, literature review, lab work and presentations Oppimateriaali: Handout/Lecture slides. Handbook of Silicon Based MEMS Materials and Technologies, 2 nd Edition, M. Tilli, S. Franssila, V. Airaksinen, M. Paulasto-Kröckel, T. Motooka and V. Lindroos Fundamentals of Microsystem Packaging (Chapters 1, 2, 5, 16, 17, 22), R.Tummala. Korvaavuudet: ELEC-E8503 Materials & Microsystems Integration Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: English ELEC-E8724 Biomaterials Science (5 sp) 36 Ansvarig lärare: Emilia Kaivosoja; Mervi Paulasto-Kröckel Kurssin asema: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Master's Programme in Life Science Technologies Kurssin taso: M.Sc. level Opetusperiodi: I - II (autumn 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Lectures and exercises 32h, seminars 6 h, independent work 92 h Osaamistavoitteet: After the course you will be able to differentiate the biomaterials in medicine and their central properties, understand the requirements set by the biomedical applications, know biomaterial-tissue interactions and comprehend how to modify biocompatibility. Sisältö: Metals, ceramics and polymers as biomaterials, tissue engineering, requirements of biological environment, host reactions to biomaterials, surface properties and their modifications, testing of biomaterials Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Homework (1/3), seminar (1/3) and home exam(1/3) Oppimateriaali: An Introduction to Materials in Medicine, by B.D.Rattner, A.S.Hoffman, F.J.Schoen and J.E.Lemons, 3rd edition, Elsevier Academic Press, Amsterdam (2013). Korvaavuudet: S-113.2210 Biomaterials Science Esitiedot: ELEC-C8722 Molecular and cell biology and ELEC-D8710 Principles of materials science are recommended Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder ELEC-E8725 Methods of bioadaptive technology (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Markus Turunen Kurssin taso: MAster Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: Lectures (teacher) 10 h, lectures (students teach 25 h), independent work 30 h, group work 20 h, writing 20 h, peer review 30 h Osaamistavoitteet: The aim of the course is to teach the basics of the research methods used in bioadaptive technology. Sisältö: On the material characterization methods utilized in bioadaptive technology Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Continuous evaluation is used on the course. The details will be clarified in the beginning of the course. Notice that 135 hours of work is required. This course can not be passed by taking only the examination but active participation is demanded. Oppimateriaali: Course book: Skoog, Holler ja Nieman, Principles of Instrumental Analysis, Harcourt, 1998 (or more recent). Plenty of other material will be used in the literature survey stage. Korvaavuudet: S-113.220, S-113.3231 Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi Opetuskieli: English ELEC-E8726 Biosensing (5 sp) Ansvarig lärare: Mervi Paulasto-Kröckel; Markus Turunen Kursnivå: Master Undervisningsperiod: II-IV Arbetsmängd: Lectures 30h (including pre-reading and rehearshal), independent work 30h, writing 30 h, peer review 40, book examination 5 h Lärandemål: Principles of biosensor technologies 37 Innehåll: Principles of biosensor technologies Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures 30h (including pre-reading and rehearshal), independent work 30h, writing 30 h, peer review 40, book examination 5 h Studiematerial: Will be announced during the course Förkunskaper: Bachelor's degree in electronics or bioinformatioin technology Bedömningsskala: 0-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: English ELEC-E8728 Tissue-foreign body interaction (5 sp) Ansvarig lärare: Emilia Kaivosoja; Tomi Laurila Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: Lectures 18h, independent work 144h Lärandemål: The aim is that you learn more about the materials science and in particular about interfacial phenomena and their relation to the biocompatibility and reliability of active medical implants. Innehåll: Interfacial compatibility of living tissues and synthetic materials. Interfacial interactions, water and protein adsorption on surfaces, surface properties of biomaterials and surface treatments for improved biocompatibility. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Portfolio (100%) Studiematerial: Interfacial Science: An Introduction, Geoffrey Barnes and Ian Gentle, Oxford University Press, 2006. Ersättande prestationer: S-113.3220 Interfacial Phenomena between Tissue and Implant Förkunskaper: ELEC-D8710 Principles of materials science and ELEC-E8724 Biomaterials Science are recommended Bedömningsskala: 1-5 Anmälning: oodi Undervisningsspråk: english ELEC-E8730 Design av den elektroniska apparaturen (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Magister Undervisningsperiod: I-II (höst 2015) Arbetsmängd: 24 (2) Föreläsningar kontaktundervisning 24 Självständigt arbete 109 Lärandemål: 1. Kan planera det fysiska användargränssnittet för en apparat. 2. Kan välja de vanligaste för en apparat nödvändiga passiva och aktiva komponenterna. 3. Kan dimensionera en apparats matningsdon och den termiska balansen. 4. Kan bestämma komponentvalet utgående från användningsförhållandena och randvillkoren för kretsplaneringen. 5. Kan göra utkast till tillverkningsdokument för apparatkapsling och välja därtill lämplig tillverkningsmetod. 6. Kan specificera premisserna och målet för apparatens störningsskydd och de vanligaste problemen. 7. Kan välja mätutrustning och -kopplingar lämpliga för utforskning av apparaten. Innehåll: De elektroniska apparaternas och systemens karaktär, randvillkoren som kommer emot då man planerar dessa, samt sätt att förbättra nivån på planeringen 38 och förverkligandet, minska på problemen och förhindra dessa. Kursen fortsätter ungefär från den nivå som fås i kretsanalysens grunder. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, planeringsövning. Studiematerial: Läroböcker Ersättande prestationer: S-66.3171 Förkunskaper: Grunderna i elektronik. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8731 Design av den elektroniska prototypen (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Magister Undervisningsperiod: III-IV (vår 2016) Arbetsmängd: 24 (2) Föreläsningar/kontaktundervisning 24 h Handlett, självständigt arbete i laboratorium 109 h Lärandemål: Efter slutförd kurs kan studeranden: 1. Bedöma behovet av en prototyp av en apparat, randvillkoren som kommer emot vid tillverkningen och tidtabellen för projektet. 2. Välja principerna för tillverkningen av en elektronikprototyp samt lämpliga komponenter på komponent- och modulnivå. 3. Använda datorbaserade verktyg för planeringen av prototyper. 4. Dimensionera de mekaniska strukturer som elektroniken i prototypen kräver. 5. Bestämma principerna för mätning och testning av en prototyp, bestämma nödvändig mätutrustning samt även detaljerade provarrangemang. 6. Utarbeta dokumentationen av en prototyp i detalj. Innehåll: Prototypapparaters natur, randvillkor för planeringen av dem. Bestämning och val av moduler. Datorstödda planeringsmetoder. Kritiska komponenter. Planering och genomförande av mätnings- och testningsarrangemang. Kursens teman är en fortsättning på kursen Planering av elektronikapparatur. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, planerings- och testövning i laboratorium. Studiematerial: Eppinger, Ulrich:Product desighn and development, McGraw-Hill 2011, Messler: Engineering problem solving 101, McGraw-Hill 2012 Ersättande prestationer: S-66.3204 Förkunskaper: ELEC-E8730 Planering av elektronikapparatur Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8732 Instrumentationselektronik (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Magister Undervisningsperiod: I - II (första gången hösten 2016) Arbetsmängd: 24 (2) Föreläsningar/kontaktundervisning 24 h Handlett, självständigt arbete i laboratorium 109 h 39 Lärandemål: Efter slutförd kurs kan studeranden: 1. Planera och utföra mätningar av prestandan hos en elektronisk apparat och välja lämplig apparatur för ändamålet. 2. Bedöma vilken inverkan miljöförhållandena har på mätningarna och de resultat som erhålls och göra behövliga arrangemang för att lösa eventuella problem. 3. Utarbeta specifikationer för anskaffning av för elektroniken behövliga mätinstrument samt utarbeta anbudsbegäran. 4. Planera egen mätelektronik från fall till fall utgående från komponentnivån. 5. Dokumentera, korrekt och i detalj, en mätning. Innehåll: Mätutrustning som används inom elektroniken. Hantering av mätutrustning. Bestämningen av prestanda, anskaffningsprocessen och miljöförhållanden. Planering av egen mätelektronik som en del av apparatur eller till stöd för produktutveckling. Helhetsdokumentation av mätningarna. En del av kursens teman är en fortsättning på och fördjupning av de ämnen som i korthet har behandlats på prototypkursen. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, handledda övningar i mätning i laboratorium. Studiematerial: Kishore: Electronic measurements and instrumentation, Dorling Kindersley, 2010 Coombs: E,lectronic instrumenst handbook 3 rd ed, McGraw-Hill, 2000 Förkunskaper: ELEC-E8730 Planering av elektronisk apparatur, ELEC-E8731 planering av prototyper. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8733 Bioelectric Phenomena (5 sp) Ansvarig lärare: Lauri Palva; Jaakko Malmivuo Kursnivå: Magister Undervisningsperiod: I (höst 2015) Arbetsmängd: 28+12 (4+2)Föreläsningar kontaktundervisning 28 Föreläsningar självständigt arbete 28 Räkneövningar kontaktundervisning 12 Räkneövningar självständigt arbete 18 Övningsarbete självständigt arbete 26 Självständigt arbete och tentamen 20 Lärandemål: 1. Kan redogöra för uppkomstmekanismerna för de vanligaste bioelektriska fenomenen. 2. Kan redogöra för huvuddragen för den teoretiska bakgrunden till mätningen av volymkällor och -ledare. 3. Kan redogöra för det ömsesidiga beroendet mellan de bioelektriska och biomagnetiska fenomenen. 4. Kan redogöra för principerna för och syftena med de kliniska mätningarna. Innehåll: Karaktären hos bioelektriska fenomen. Hodgkin-Huxley modell för cellmembranet. EKG, EMG och MKG som bioelektriska fenomen och deras användning i klinisk diagnostik. Teorin för volymkällor och volymledare, teorin bakom kopplingsfält, direkt- och inversproblem och dipolhypotes i elektrokardiografi. Föreläsningarna hålls huvudsakligen på engelska. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar och övningar. Tentamen. Studiematerial: Jaakko Malmivuo, Robert Plonsey http://www.bem.fi/book/index.htm Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields. Oxford University Press, New York, 1995. 40 Ersättande prestationer: S-66.3169 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8734 Bioteknisk instrumentering (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Magister Undervisningsperiod: II (höst 2015) Arbetsmängd: 21+12 (3+2) Föreläsningar kontaktundervisning 21 Föreläsningar självständigt arbete 40 Räkneövningar kontaktundervisning 12 Räkneövningar självständigt arbete 30 Repetition och tentamen 30,5 Lärandemål: 1. Kan redogöra för huvuddragen för de vanligaste bioelektriska fenomenens fysiologiska, fysikaliska och kemiska bakgrund. 2. Kan redogöra för konstruktion och funktionsprincip för några av de mest allmänna medicinska diagnostik- och terapiapparaterna. 3. Kan förklara hur olika faktorer inverkar på mätmetodernas och lösningarnas tillförlitlighet och noggrannhet. 4. Kan redogöra för olika typer av elektroder lämpade för monitorering av biopotentialer och förklara problemen i anslutning till deras användning. 5. Kan redogöra för vilka komponenter som behövs vid monitoreringen av elektrokardiogram och deras funktion, identifiera störningsfaktorerna och deras kopplingsmekanismer samt förklara lösningarna för hur man skyddar mot för störningseffekter. Innehåll: Biopotential; biogivare; bioelektroderi; bioförstärkare; mätning av blodflöde och -tryck; respirationsmätningar, avbildningsmetoder. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar och tentamen. Studiematerial: Webster, John G.: Medical Instrumentation: Application and Design, 4rd Edition. På kursens hemsida finns räkneövningar med modellsvar och en beskrivning på de förkunskaper som krävs. Ersättande prestationer: S-66.3166. Förkunskaper: Grunder i elektronik Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8735 Grunder i NMR L (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: III (vår 2016) Arbetsmängd: Föreläsningar distansundervisning 15 Föreläsningar självständigt arbete 30 Räkneövningar distansundervisning 5 Räkneövningar självständigt arbete 25 Övningsarbete självständigt arbete 45 Repetition och tentamen 13,5 Lärandemål: 1. Kan förklara hur spinnen beter sig i magnetfält. 2. Kan förklara hur en NMR-signal kan åstadkommas. 3. Kan i huvuddrag redogöra för funktionen för en NMR-spektrometer. 41 4. Kan redogöra för vilken information en NMR-signal innehåller. 5. Kan beskriva interaktionsmekanismerna mellan spinnen och förklara effekterna på NMR-signalens egenskaper. Innehåll: Det kärnmagnetiska resonansfenomenets grundprincip Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar och tentamen Studiematerial: Malcolm H. Levitt: Spin Dynamics: Basics of Nuclear Magnetic Resonance, second edition, 2008 Ersättande prestationer: S-66.3320 Förkunskaper: EST-utbildningsprogrammets grundkurser i matematik och fysik eller motsvarande kunskaper Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8736 Grunder i magnetavbildning L (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: IV (första gången våren 2016) Arbetsmängd: Föreläsningar distansundervisning 15 Föreläsningar självständigt arbete 30 Räkneövningar distansundervisning 5 Räkneövningar självständigt arbete 25 Övningsarbete självständigt arbete 45 Repetition och tentamen 13,5 Lärandemål: 1. Kan redogöra för avbildningsparametrarna, avbildningssekvensens partier och förklara deras användning vid bildformationen. 2. Kan förklara den underliggande grundtanken för en spatialfrekvensrymd och användningen vid magnetavbildning. 3. Kan förklara hur man kan inverka på bildens egenskaper. 4. Kan förklara de vanligaste icke-dealiteterna och artefakterna och förklara deras inverkan på bildkvaliteten. Innehåll: Fysikaliska fenomen, matematiska modeller och avbidningssekvenser som tillämpas inom magnetavbildning Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar och tentamen Studiematerial: Zhi-Pei Liang, Paul C. Lauterbur: Principles of Magnetic Resonance Imaging, SPIE Optical Engineering Press Ersättande prestationer: S-66.3322 Förkunskaper: ELEC-E8735 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8737 Instrumentering i magnetavbildning L (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: I (höst 2015) Arbetsmängd: Föreläsningar distansundervisning 15 Föreläsningar självständigt arbete 30 Räkneövningar distansundervisning 5 42 Räkneövningar självständigt arbete 25 Övningsarbete självständigt arbete 45 Repetition och tentamen 13,5 Lärandemål: 1. Kan redogöra för magnetavbildningsutrustningens viktigaste komponenter och förklara utrustningens funktion i huvuddrag. 2. Kan beskriva de vanligaste spoltyperna som används vid magnetavbildningen och deras egenskaper. 3. Kan förklara hur de olika komponenterna inverkar på signalkvaliteten. 4. Kan förklara hur spatialfrekvensinformationen kan åstadkommas med hjälp av magnetfältets gradient. 5. Kan redogöra för de faktorer som är förknippade med säkerheten i anslutning till en magnetavbildningsutrustning. Innehåll: Magnetavbildningsutrustningens funktionella delar och deras förverklingsalternativ Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar, övningsarbete och tentamen Studiematerial: Undervisningsmaterial på kursens hemsida Ersättande prestationer: S-66.3324 Förkunskaper: ELEC-E8736 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-E8738 Tillämpningar av magnetavbildning L (5 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: II (höst 2015) Arbetsmängd: Föreläsningar distansundervisning 15 Föreläsningar självständigt arbete 25 Räkneövningar distansundervisning 5 Räkneövningar självständigt arbete 15 Övningsarbete självständigt arbete 60 Repetition och tentamen 13,5 Lärandemål: 1. Kan redogöra för användningsexempel på magnetavbildning i kliniskt bruk. 2. Kan förklara användningen av sekvenser och avbildningsparametrar i de nyaste avbildningsmetoderna. 3. Kan förklara hur de olika faktorerna inverkar på signal- och bildkvaliteten i den valda tillämpningen. 4. Kan bedöma den erforderliga utrustningen vid en magnetavbildningsapplikation och signalbehandlingsmetoderna. Innehåll: Specialfrågor vid tillämpning av magnetavbildningsteknik och tillämpningsområden inom olika branscher Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Föreläsningar, övningar, övningsarbete och tentamen Studiematerial: MRI from Picture to Proton by Donald W. McRobbie, Elizabeth A. Moore, Martin J. Graves, Martin R. Prince Ersättande prestationer: S-66.3326 43 Förkunskaper: ELEC-E8737 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-L8120 Postgraduate seminar in Automation, Systems and Control Engineering - Series A V (V) (5 sp) Ansvarig lärare: Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Kai Zenger; Ville Kyrki; Quan Zhou Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder ELEC-L8121 Postgraduate seminar in Automation, Systems and Control Engineering - Series B V (V) (5 sp) Ansvarig lärare: Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Kai Zenger; Ville Kyrki; Quan Zhou Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder ELEC-L8401 Postgraduate Seminar on Electromechanics V (V) (5 sp) Ansvarig lärare: Anouar Belahcen; Antero Arkkio Undervisningsperiod: I, II (Autumn 2015) Lärandemål: To deepen one#s knowledge of electromechanics. Innehåll: The topic, contents and scope vary annually. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Typically an intensive course with calculation and modeling exercises. Examination at the end of the course. Studiematerial: Lecture notes Ersättande prestationer: Replaces S-17.4020 Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: For PhD students ELEC-L8402 Special Topics in Industrial Electronics I (5 sp) Ansvarig lärare: Marko Hinkkanen; Seppo Ovaska Undervisningsperiod: I-II (Autumn 2015) Arbetsmängd: Contact teaching (lectures and seminars) 24 h, personal study effort (preparing for lectures/seminars, reviews after lectures/seminars, homework assignments) 50 h, group collaboration (mini project) 45 h; (total 119 h). Lärandemål: To be determined annually. Innehåll: Annually changing timely topic on industrial electronics. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Introductory lectures, interactive seminars, homework assignments, mini project (no final examination). The final grade is a function of seminar presentations ~40%, seminar interaction ~10%, homework assignments ~20%, and mini project ~30%. Studiematerial: To be determined annually. Förkunskaper: This course is targeted for Lic.Sc./D.Sc. (Tech.) and advanced (Y2) M.Sc. (Tech.) students. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Annually varying content. Lectured/supervised by Prof. Seppo Ovaska http://people.aalto.fi/en/seppo_ovaska. ELEC-L8403 Special Topics in Industrial Electronics II (5 sp) Ansvarig lärare: Marko Hinkkanen; Seppo Ovaska 44 Undervisningsperiod: III-IV (Spring 2016) Arbetsmängd: Contact teaching (lectures and seminars) 24 h, personal study effort (preparing for lectures/seminars, reviews after lectures/seminars, homework assignments) 50 h, group collaboration (mini project) 45 h; (total 119 h). Lärandemål: To be determined annually. Innehåll: Annually changing timely topic on industrial electronics. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Introductory lectures, interactive seminars, homework assignments, mini project (no final examination). The final grade is a function of seminar presentations ~40%, seminar interaction ~10%, homework assignments ~20%, and mini project ~30%. Studiematerial: To be determined annually. Ersättande prestationer: Replaces S-81.4210 Förkunskaper: This course is targeted for Lic.Sc./D.Sc. (Tech.) and advanced (Y2) M.Sc. (Tech.) students. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: Annually varying content. Lectured/supervised by Prof. Seppo Ovaska http://people.aalto.fi/en/seppo_ovaska. ELEC-L8704 Postgraduate seminar on illumination engineering (5 sp) Ansvarig lärare: Eeva-Liisa Halonen; Helder Lemos de Almeida Pinho Kurssin asema: For postgraduate studies. Graduate students may also take the course. Kurssin taso: Post-graduate Opetusperiodi: Varies. Työmäärä toteutustavoittain: Varies. Osaamistavoitteet: Varies. Sisältö: Varies. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Exam Seminar work Attendance is mandatory. Oppimateriaali: Material of the seminars. Korvaavuudet: S-118.4250 Postgraduate Seminar on Illumination Engineering Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Registration via WebOodi Opetuskieli: English and Finnish ELEC-L8739 Kvantitativ MRI (6 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Lauri Palva Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: I-II, III-V (höst 2015, vår 2016) Arbetsmängd: Föreläsningar distansundervisning 40 Övningsarbete självständigt arbete 116 Tentamen 3 Lärandemål: Kan redogöra för principen för och betydelsen av vissa fysikaliska storheter och metoder, såsom protontäthet, T1 och T2, diffusion, MT, spektroskopi och funktionell MRI, vid MRIavbildning. Kan förklara hur de nämnda storheterna och metoderna kan används i kliniska applikationer. 45 Innehåll: Mätningsprocessen; datainsamling och bildanalys; mätningskvalitet; protondensitet: longitudinell relaxationstid T1 och transversell relaxationstid T2; diffusion; förflyttning av magnetiseringen; spektroskopi; T1-, T2- och T2*- viktad dynamisk MRI; funktionell MRI; mätning av blodperfusion. Biologi: MR-parametrarnas betydelse vid sjukdomen MS. Bildanalys. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Nätkurs. Tentamen. Studiematerial: Tofts P., Quantitative MRI of the Brain: Measuring Changes Caused by Disease. John Wiley & Sons, 2003. Ersättande prestationer: S-66.4141 Förkunskaper: Grundläggande kunskap i MRI-teknik Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-L8740 Licentiatkurs i tillämpad elektronik I V (V) (10 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: I-II (höst 2015) Arbetsmängd: 24+12 (4+2) Lectures contact teaching 24 Lectures self supported study 24 Literature self supported study 60 Project work self supported study 113 Self supported study and exam 42 Innehåll: Temat varierar årligen, men består av en helhet som behandlar något av den tillämpade elektronikens specialområden. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: En väsentlig del av kursen är ett seminariearbete, som ifall man kommer överens om det skilt också kan göras tillsammans i en mindre grupp. Tentamen. Studiematerial: Läroböcker och konferensrapporter. Ersättande prestationer: S-66.4139 Förkunskaper: Elektronik och mätteknik eller motsvarande huvud- eller biämne. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-L8741 Licentiatkurs i tillämpad elektronik II V (V) (10 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: III-IV (vår 2016) Arbetsmängd: 24+12 (4+2)Föreläsningar kontaktundervisning 24 Föreläsningar självständigt arbete Litteratur självständigt arbete 60 Övningsarbete självständigt arbete 113 Självständigt arbete och tentamen 42 Innehåll: Temat varierar årligen, men består av en helhet som behandlar något av den tillämpade elektronikens specialområden. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: En väsentlig del av kursen är ett seminariearbete, som ifall man kommer överens om det skilt också kan göras tillsammans i en mindre grupp. Tentamen. Studiematerial: Läroböcker och konferensrapporter. 46 Ersättande prestationer: S-66.4140 Förkunskaper: Elektronik och mätteknik eller motsvarande huvud- eller biämne. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska ELEC-L8742 Design for portability in electronics (6 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Post-graduate Undervisningsperiod: I-II, III-IV (Autumn 2015, Spring 2016) Arbetsmängd: Self supported study 156 Exam 3 Lärandemål: On completion of the course the student is able to: 1. Command the special methods necessary in the design of a portable electronic device. 2. Design individual new components required in portable devices. 3. Command the power device synthesis and analysis methods and measurement equipment necessary in research work. 4. Develop new design principles and measurement arrangements. Innehåll: Functions and electronic circuits and subsystems needed in modern radar equipment. High power high voltage supplies, video detection and amplification, digital circuits used in modulators and coders, antenna pedestals and their control electronics, angular measurements and various display systems. As applications, stationary, maritime and airborne radars are considered. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Web course. Exam. Studiematerial: B. Haskell: Portable Electronics Product Design and Development, McGraw-Hill, 2004 Ersättande prestationer: S-66.4142 Bedömningsskala: Electronics and measurement technology or a corresponding major or minor Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-L8743 Radar Electronics (6 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Post-graduate Undervisningsperiod: I-II, III-IV (Autumn 2015, Spring 2016) Arbetsmängd: Self supported study 156 Exam 3 Lärandemål: On completion of the course the student is able to: 1. Design and dimension the electronic circuits and units of electromagnetic wave-using radar. 2. Design individual new components for radar equipment. 3. Command the power radar synthesis and analysis methods and measurement equipment necessary in research work. 4. Develop new design principles and measurement arrangements. 5. Command the special features of international scientific publishing in the subject. Innehåll: Various electronics of portable equipment; design process, components; power supplies; integration of electronics and mechanics; software; profitability of portable equipment. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Web course. Exam 47 Studiematerial: The course comprises of lecture notes based on various text books. Ersättande prestationer: S-66.4143 Förkunskaper: Basics on electronics Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: English ELEC-L8744 Specialmätningar inom elektronik (6 sp) Ansvarig lärare: Raimo Sepponen; Pekka Eskelinen Kursnivå: Fortsatta studier Undervisningsperiod: I-II, III-IV (höst 2015, vår 2016) Arbetsmängd: Övningsarbete självständigt arbete 156 Tentamen 3 Lärandemål: 1. Kan planera och dimensionera nya mätapparater. 2. Kan planera enskilda nya i mätapparater erforderliga komponenter. 3. Behärskar i forskningsarbetet erforderliga syntes- och analysmetoder inklusive mätningar. 4. Kan ta fram nya planeringsprinciper och mätarrangemang. 5. Behärskar särdragen i den internationella vetenskapliga publikationsverksamheten inom ämnesområdet. Innehåll: Speciella metoder som behövs i elektronikens forskning och produktutveckling. Även testutrustning och olika problem som ofta förekommer diskuteras, samt möjligheten att undvika fel och utnyttja utrustningens fulla kapacitet. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Nätkurs. Tentamen. Studiematerial: Coombs C., Electronic Instruments handbook, McGrawHill, 1995 eller senare upplaga. Ersättande prestationer: S-66.4144 Förkunskaper: Elektronik och mätteknik eller motsvarande huvud- eller biämne. Bedömningsskala: 1-5 · Studieperioder Anmälning: WebOodi Undervisningsspråk: Finska 48