AS Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari (3 op) Vastuuopettaja: Opetusperiodi: Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Sisältö:

Transkriptio

1 AS Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari (3 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger; Quan Zhou; Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Ville Kyrki Opetusperiodi: I - II, III - V Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Seminaariesitelmän pitäessään opiskelija oppii tiivistämään olennaisen ja esittämään sen kuulijoille havainnollisesti. Lisäksi hän saa kriittistä palautetta työstään. Sisältö: Ylemmän perustutkinnon seminaari on pakollinen automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventävissä moduuleissa. Opiskelija valmistelee ja pitää seminaarissa esitelmän diplomityönsä teoria- ja menetelmäosuudesta sekä pitää varsinaisen diplomityöesitelmän seminaarin yhteydessä. Vaihtoehtoisesti, jos diplomityö ei ole vielä alkanut, opiskelija voi valmistella ja pitää seminaariesitelmän häntä itseään kiinnostavasta ja vastuuprofessorin hyväksymästä automaatio- ja systeemitekniikkaan liittyvästä aiheesta. Lukuvuodesta alkaen kaikki laitoksen diplomityöesitelmät pidetään seminaarin yhteydessä. Seminaaritilaisuudet ovat kaikille avoimia ja niistä tiedotetaan aktiivisesti. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS ja AS Esitiedot: Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Opintojakson www-sivut. Seminaarin pääkielenä on suomi. Esityksen voi pitää myös ruotsiksi tai englanniksi. AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt (V) (2-9 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger; Ilkka Seilonen; Pekka Forsman; Heikki Hyyti Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Kurssin suorittuaan opiskelija on tutustunut ja toteuttanut yhden automaatioalaan liittyvän pienimuotoisen sovelluksen. Hän on tutustunut projektimuotoiseen työskentelyyn, ryhmätyöhön ja raportointiin. Sisältö: Ylemmässä perustutkinnossa automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventäviin moduuleihin olennaisena osana kuuluvia pienimuotoisia learning by doing - projekteja. Aiheet liittyvät meneillään oleviin laitoksen tutkimusprojekteihin tai opetuksen kehittämiseen, Tutkijat toimivat töiden ohjaajina. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Työt tehdään valitusta aiheesta kahden tai useamman opiskelijan ryhmissä ennalta sovitun työnjaon ja aikataulun mukaan projektityöskentelyn periaatteiden mukaisesti. Projektin etenemisestä raportoidaan muille osallistujille sekä puolimatkassa että projektin valmistuttua. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS , AS , AS , AS Esitiedot: Perustiedot automaatio-, systeemi- ja tietotekniikasta. Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Työ on mahdollista tehdä ja raportoida suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi. ELEC3013.kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Vastuuopettaja: Markus Turunen; Jussi Ryynänen Kurssin taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I - II (Syksy 2015), III - V (Kevät 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Lähiopetusta 90 tuntia koostuen:luennot 30t, pienryhmätyöskentely 30t, seminaarityöskentely 18t, henkilökohtainen ohjaus 6t ja 1

2 kypsyysnäytteen kirjoittaminen 6t. Itsenäistä opiskelua 180 tuntia koostuen: oman työsuunnitelman ja -aikataulun laatiminen, valvominen ja toteuttaminen, aiheen hahmottaminen ja rajaaminen, tiedonhaku kirjallisuudesta ja muita menetelmiä käyttäen kuten haastattelut, kandidaattityön kirjoittaminen, muiden opiskelijoiden kirjallisiin töihin tutustuminen, pienryhmätapaamisiin valmistautuminen, tiedonhakuharjoituksen tekeminen, opponointiraporttien laatiminen, loppuseminaariesitelmän laatiminen, seminaariesitelmän harjoittelu, oman työn viimeistely ja työn julkaiseminen kirjaston tietokannassa. Osaamistavoitteet: Kandidaattiseminaarin tavoitteena on, että opiskelija oppii muodostamaan saamastaan aiheesta yhdessä ohjaajan kanssa mielekkään tutkimusongelman, hakemaan tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvittavaa tieteellistä tietoa, oppii jäsentelemään/työstämään tieteellistä tietoa suunnitelmallisesti kirjalliseksi opinnäytteeksi ja raportoimaan opinnäytteensä tärkeimmät tutkimustulokset suullisesti tieteellisellä esiintymistyylillä. Työelämävalmiuksia ja kehittävät tavoitteet: opiskelija ymmärtää oman työskentelynsä ja sanallisen viestintänsä vaikutuksen muun ryhmän toimintaan ja siten haluaa noudattaa ja/tai oppii noudattamaan yhteisiä määräaikoja ja kurssin toimintatapoja. Lisäksi opiskelijoita tuetaan tieteellisten vuorovaikutustaitojen kehittämisessä siten, että kurssin lopussa opiskelijan odotetaan suoriutuvan hyvin sekä kirjallista että suullisista opinnäytetöiden vertaisarvioinneista asiaankuuluvaa tyyliä noudattaen. Kandidaattiseminaarin tavoitteena on kehittää tiedonhaun, tieteellisen ajattelun, tiedon jäsentämisen, kirjallisen ilmaisun ja viestinnän taitoja. Sisältö: Kurssilla laaditaan opinnäytetyö teknillistieteellistä ilmaisutyyliä käyttäen ja esitellään työn tulokset tieteellistä konferenssia muistuttavassa loppuseminaarissa sekä tutustutaan vertaistöihin osana seminaarityöskentelyä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennoilla ja pienryhmissä on läsnäolovaatimus A) pakottavasta syystä voi olla poissa mutta poissaolo on korvattava lisätehtävällä, B) osasta luennoista ja pienryhmätyöskentelystä voi hakea vapautusta avausluennolla esiteltävien periaatteiden mukaisesti) ja lisäksi kurssin suorittamiseen kuuluvat tiedonhaun harjoitustehtävä, seminaarityöskentely kurssin aikana huipentuen loppuseminaariin, kandidaattityön laatiminen ja kypsyysnäytteen kirjoittaminen hyväksytysti sekä määräaikojen noudattaminen. Nämä kaikki osa-alueet vaikuttavat kurssin arviointiin ja niiden painoarvot on esitetty erillisellä Sähkötekniikan korkeakoulun hyväksymällä arviointilomakkeella ja -ohjeella, jotka löytyvät kurssin verkkosivulta avausluennon kohdalta. Kurssin arvosana määräytyy ohjaajan ja vastuuopettajan yhteisen arvion perusteella ja arvosana-asteikkona käytetään periaatetta 0-5. Oppimateriaali: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille, Ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo Korvaavuudet: Korvaa kurssin EST.kand Esitiedot: Vaadittavat opinnot (perustelut esitiedoille on esitetty kurssin verkkosivulla välilehdellä "Kurssin esitietovaatimukset") Opiskelijalla tulisi olla suoritetuna vähintään 90 opintopistettä ennen kuin hän voi aloittaa kandidaattiseminaarin. Opintopisteistä tulisi sijoittua perusopintoihin ja loppujen opintopisteen tulisi sisältyä opiskelijan henkilökohtaisen opintosuunnitelman (HOPS) mukaisesti pää- ja sivuaineeseen Virallinen HOPS Virallinen HOPS täytyy olla laadittuna ja kanslian hyväksymä kandidaattitutkintoon saakka. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: WebOodi Opetuskieli: Suomi tai ruotsi Lisätietoja: Aallon kaikkien teknisen alan koulutusohjelmien yhteinen ruotsinkielinen kandidaattiseminaari järjestetään kerran lukukaudessa. Ruotsinkielinen seminaari 2

3 toimii koulutusohjelmien suomenkielisten seminaarien alaopetustapahtumana. into.aalto.fi/display/svmasterelec/kandidatseminarium+och+kandidatarbete Luennoilla, seminaareissa ja pienryhmissä on läsnäoloseuranta. ELEC3014.kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger; Pekka Forsman Opetusperiodi: I - II, III - IV ( ) Työmäärä toteutustavoittain: Luennot, seminaari itsenäinen työskentely, yhteensä 270t. Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan opiskelija hallitsee tieteellisen työskentelyn periaatteet (tiedonhaku, kriittinen ajattelu, jäsentely, referointi, tieteellisen raportin kirjoittaminen). Sisältö: Kurssilla opetellaan tieteellistä ajattelua, tiedonhakua, tiedon jäsentämistä ja käsittelyä sekä kielen ja viestinnän taitoja. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luento, harjoitustehtävät, seminaari ja kandidaatintyö. Oppimateriaali: Luennoilla jaettava materiaali ja verkkomateriaali kurssin Noppa-sivuilla. Korvaavuudet: Korvaa kurssin aut.kand Esitiedot: Kahden ensimmäisen vuoden opinnot. Arvosteluasteikko: Kandidaatintyö, aikataulussa tehdyt välipalautukset ja harjoitustehtävät, sekä seminaariesitys ja opponointi arvostellaan. 1-5 Ilmoittautuminen: WebOodi Opetuskieli: Suomi tai ruotsi Lisätietoja: Tekniikan alan ja arkkitehtuurin koulutusohjelmien yhteinen ruotsinkielinen kandidaattiseminaari järjestetään kerran lukukaudessa. Ruotsinkielinen seminaari toimii koulutusohjelmien suomenkielisten seminaarien alaopetustapahtumana. Lisätietoja: +kandidatarbete ELEC3016.kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Vastuuopettaja: Ari Koskelainen; Markus Turunen Kurssin taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I - II (Syksy 2015), III - V (Kevät 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Lähiopetusta 90 tuntia koostuen:luennot 30t, pienryhmätyöskentely 30t, seminaarityöskentely 18t, henkilökohtainen ohjaus 6t ja kypsyysnäytteen kirjoittaminen 6t. Itsenäistä opiskelua 180 tuntia koostuen: oman työsuunnitelman ja -aikataulun laatiminen, valvominen ja toteuttaminen, aiheen hahmottaminen ja rajaaminen, tiedonhaku kirjallisuudesta ja muita menetelmiä käyttäen kuten haastattelut, kandidaattityön kirjoittaminen, muiden opiskelijoiden kirjallisiin töihin tutustuminen, pienryhmätapaamisiin valmistautuminen, tiedonhakuharjoituksen tekeminen, opponointiraporttien laatiminen, loppuseminaariesitelmän laatiminen, seminaariesitelmän harjoittelu, oman työn viimeistely ja työn julkaiseminen kirjaston tietokannassa. Osaamistavoitteet: Kandidaattiseminaarin tavoitteena on, että opiskelija oppii muodostamaan saamastaan aiheesta yhdessä ohjaajan kanssa mielekkään tutkimusongelman, hakemaan tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvittavaa tieteellistä tietoa, oppii jäsentelemään/työstämään tieteellistä tietoa suunnitelmallisesti kirjalliseksi opinnäytteeksi ja raportoimaan opinnäytteensä tärkeimmät tutkimustulokset suullisesti tieteellisellä esiintymistyylillä. Työelämävalmiuksia ja yhteistyökykyjä kehittävät tavoitteet: opiskelija ymmärtää oman työskentelynsä ja sanallisen viestintänsä vaikutuksen muun ryhmän toimintaan ja siten haluaanoudattaa ja/tai oppii noudattamaan yhteisiä määräaikoja ja kurssin toimintatapoja. 3

4 Lisäksi opiskelijoita tuetaan tieteellisten vuorovaikutustaitojen kehittämisessä siten, että kurssin lopussa opiskelijan odotetaan suoriutuvan hyvin sekä kirjallista että suullisista opinnäytetöiden vertaisarvioinneista asiaankuuluvaa tyyliä noudattaen. Kandidaattiseminaarin tavoitteena on kehittää tiedonhaun, tieteellisen ajattelun, tiedon jäsentämisen, kirjallisen ilmaisun ja viestinnän taitoja. Sisältö: Kurssilla laaditaan opinnäytetyö teknillistieteellistä ilmaisutyyliä käyttäen ja esitellään työn tulokset tieteellistä konferenssia muistuttavassa loppuseminaarissa sekä tutustutaan vertaistöihin osana seminaarityöskentelyä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennoilla ja pienryhmissä on läsnäolovaatimus (A) pakottavasta syystä voi olla poissa mutta poissaolo on korvattava lisätehtävällä, B) osasta luennoista ja pienryhmätyöskentelystä voi hakea vapautusta avausluennolla esiteltävien periaatteiden mukaisesti) ja lisäksi kurssin suorittamiseen kuuluvat tiedonhaun harjoitustehtävä, seminaarityöskentely kurssin aikana huipentuen loppuseminaariin, kandidaattityön laatiminen ja kypsyysnäytteen kirjoittaminen hyväksytysti sekä määräaikojen noudattaminen. Nämä kaikki osa-alueet vaikuttavat kurssin arviointiin ja niiden painoarvot on esitetty erillisellä Sähkötekniikan korkeakoulun hyväksymällä arviointilomakkeella ja -ohjeella, jotka löytyvät kurssin verkkosivulta avausluennon kohdalta. Kurssin arvosana määräytyy ohjaajan ja vastuuopettajan yhteisen arvion perusteella ja arvosana-asteikkona käytetään periaatetta 0-5. Oppimateriaali: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille, Ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo Korvaavuudet: Korvaa kurssin bio.kand Esitiedot: Vaadittavat opinnot (perustelut esitiedoille on esitetty kurssin verkkosivulla välilehdellä "Kurssin esitietovaatimukset") Opiskelijalla tulisi olla suoritetuna vähintään 90 opintopistettä ennen kuin hän voi aloittaa kandidaattiseminaarin. Opintopisteistä tulisi sijoittua perusopintoihin ja loppujen opintopisteen tulisi sisältyä opiskelijan henkilökohtaisen opintosuunnitelman (HOPS) mukaisiin muihin opintoihin pää- tai sivuaineessa Virallinen HOPS Virallinen HOPS täytyy olla laadittuna ja kanslian hyväksymä kandidaattitutkintoon saakka. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: WebOodi Opetuskieli: Suomi tai ruotsi Lisätietoja: Aallon teknisten alojen kaikkien koulutusohjelmien yhteinen ruotsinkielinen kandidaattiseminaari järjestetään kerran lukukaudessa. Ruotsinkielinen seminaari toimii koulutusohjelmien suomenkielisten seminaarien alaopetustapahtumana. Lisätietoja: +kandidatarbete BIO-opiskelijat Luennoilla ja pienryhmissä on läsnäoloseuranta ELEC-A8001 Johdatus sähköenergiajärjestelmiin (3 op) Vastuuopettaja: Anouar Belahcen; Jorma Kyyrä; Matti Lehtonen Opetusperiodi: I (syksy 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus 18 h, itseopiskelu 62 h. Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija ymmärtää modernin sähköenergiajärjestelmien rakenteen perusperiaatteet, sähköenergian tuotantotavat ja niiden periaatteelliset erot, ja yleisimmät kulutuskohteet. Opiskelija pystyy myös osallistumaan keskusteluun sähköenergian roolista ja merkityksestä yhteiskunnassa (mm. ympäristökysymykset ja ilmastonmuutos). Lisäksi opiskelija ymmärtää 4

5 sähköenergiaan liittyvät perusyksiköt sekä suuruusluokat kulutuksessa ja tuotannossa, ja opiskelijalla on peruskäsitys sähköturvallisuudesta. Sisältö: Sähköverkkojen peruskomponentit, energialähteet ja niiden ympäristövaikutukset, uusiutuva energia, sähköturvallisuus, tehoelektroniikka, sähkökoneet, sähköverkot ja tulevaisuuden sähköjärjestelmät. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, ryhmätyöt, posteri, ja esittely. Korvaavuudet: Korvaa ELEC-A6001 Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Ilmoittautuminen: WebOodi Opetuskieli: Suomi ELEC-A8720 Biologisten ilmiöiden mittaaminen (8 op) Vastuuopettaja: Raimo Sepponen; Markus Turunen Kurssin taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I-V Työmäärä toteutustavoittain: 27 tuntia työtä vastaa yhtä opintoviikkoa. Opiskelija suorittaa monimuoto-opetuksena toteutettavia työkokonaisuuksia siten, että kurssin laajuudeksi muodostuu 8 opintopistettä. Toteutustavat vaihtelevat työkokonaisuuksien välillä ja opiskelijalla on mahdollisuus vaikuttaa itse kurssikokonaisuuteensa ryhmätyönä suunniteltavan ja suoritettavan omamittauksen osalta. Kurssilla on luentoja noin 40t, laboratoriotyötä noin 30t, vertaisarviointityötä noin 15t, seminaariluentoja noin 0-15 tuntia, omien oppimistavoitteiden suunnittelua noin 15t ja itsenäistä työskentelyä noin 90 tuntia. Itsenäiseen työskentelyyn kuuluu mm. ennakkomateriaaleihin tutustuminen, lisätiedon etsimistä, töiden raportointi ja mahdollisten esitelmien laatiminen labraselkkarien pohjalta. Osaamistavoitteet: Suoritettuaan kurssin opiskelija osaa kertoa oman tutkintoohjelmansa alalla tehtävän tutkimuksen yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta hyödyntäen esimerkkejä teollisuudesta, terveydenhuollosta ja tiedeyhteisöstä. Monimuoto-opetuksessa, jossa on merkittävä painopiste omalla konkreettisella laboratoriotyöskentelyyn osallistumisella ja omien oppimistavoitteiden asettamisella, opiskelijalle muodostuu jo opintojen alussa käsitys yliopisto-opiskelun erityispiirteistä, joita ovat mm. akateeminen vapaus, tutkimuslähtöisyys, kriittisyys, suunnitelmallisuus, pitkäjänteisyys, kokeilevuus, kekseliäisyys ja ongelmanratkaisuhakuisuus osana ryhmätyöskentelyä. Lisäksi opiskelija juurtuu osaksi tiedeyhteisöään samalla, kun hän osallistuu eri korkeakoulujen (ELEC, CHEM, SCI ja ARTS) kanssa yhteistyössä tuotettuihin laboratorioharjoituksiin. Kurssin alussa opiskelija omaksuu perusteet laboratoriotyöskentelyyn liittyvistä työ- ja kemikaaliturvallisuusasioista. Tarjottavien laboratoriotöiden perusteella opiskelija tunnistaa ja osaa käyttää useita eri mikroskopiamenetelmiä (valo-, atomivoima-, fluoresenssi- ja elektronimikroskopia) elollisen ja elottoman aineen tutkimisessa. Opiskelija tutustuu useisiin aineen ominaisuuksien määrittämismenetelmiin, tunnistaa joukon biomateriaaleja ja oppii valmistamaan valikoituja biomateriaaleja. Opiskelija oppii laboratoriotyötapoja, laboratoriovälineiden käyttöä ja kemikaalien sekä eloperäisten aineiden käsittelyä. Sisältö: Työ- ja kemikaaliturvallisuus, geenitekniikka ja tutkimuksen esteettiset sekä eettiset kysymykset, soluviljely, mikroskopia, biopolymeerien valmistus, aineen rakennetutkimus ja materiaalien käyttö lääketieteellisissä sovelluksissa, lääketieteellinen kuvantaminen, ihmisen fysiologisen tilan seuraaminen eri menetelmillä, valaistustekniikan hyödyntäminen fotosynteesin nopeuttamisessa ja työpajoissa opittujen asioiden täydentäminen opiskelijalähtöistä oppimistavoitteiden asettelua hyödyntäen sekä tulosten esittely yksilöinä/ryhmissä suullisesti ja kirjallisesti. Oman mittauksen suunnittelu, toteutus, virhetarkastelu ja esittely ryhmässä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kurssilla on luentoja noin 40t, laboratoriotyötä noin 30t, vertaisarviointityötä noin 15t, oppimispäiväkirjan laatimista noin 15t, seminaariluentoja noin 0-15 tuntia, omien oppimistavoitteiden suunnittelua noin 15t 5

6 ja itsenäistä työskentelyä noin 90 tuntia. Kurssin työpajat arvostellaan ja kurssiarvosana annetaan asteikolla 0-5. Oppimateriaali: Ilmoitetaan työpajoissa Korvaavuudet: ELEC-A8510, ELEC-A2200 Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: Kurssille otetaan 45 opiskelijaa siten, että ensisijaisesti otetaan ensimmäisen vuoden BIOIT-opiskelijat, toisena aiemmin opinnot aloittaneet BIOIT-opiskelijat, ja kolmantena muut opiskelijat ilmoittautumisjärjestyksessä. Mikäli tämä kurssi ei kuulu opintojesi kandiohjelman pakollisiin opintoihin, valitse kurssi ELEC-D opintopisteen laajuisena. ELEC-C1110 Automaatio- ja systeemitekniikan perusteet (5 op) Vastuuopettaja: Timo Oksanen; Arto Visala Opetusperiodi: III-IV Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee tärkeimmät automaation sovellusalueet ja ymmärtää yleiskuvan toimialasta, ymmärtää mittausten, toimilaitteiden ja takaisinkytkennän merkityksen osana systeemiä, osaa rakentaa yksinkertaisen systeemin mallin lähtien differentiaaliyhtälöistä sekä analysoida ja simuloida sitä, osaa analysoida säädetyn järjestelmän stabiilisuuden ja ymmärtää sen merkityksen, tuntee PID-säätimen toimintaperiaatteen ja osaa virittää sen, tuntee automaation ohjelmistojärjestelmien tyypit, ymmärtää, millä tavalla automaatio- ja säätötekniikkaa käytetään robotin ja teollisuusprosessin ohjauksessa. Sisältö: Automaation sovellusalueet ja soveltaminen, automaatio- ja systeemitekniikka toimialana, automaatiosuunnittelijan/insinöörin toimenkuva, automaation komponentit, takaisinkytkentä ja säätö, systeemin mallintaminen, analyysi ja simulointi, automaation ohjelmistojärjestelmät. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Harjoitustyö ja tentti Oppimateriaali: Opetusmoniste, luentomateriaali ja lisämateriaali Noppa-portaalissa. Korvaavuudet: AS / AS Esitiedot: MS-A010* Differentiaali- ja integraalilaskenta I ja ELEC-A3110 Mekaniikka. Tai vastaavat tiedot matematiikassa ja fysiikassa. Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: Suomi ELEC-C1210 Automaatio 1 (5 op) Vastuuopettaja: Valeriy Vyatkin; Panu Harmo; Seppo Sierla Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: (luennot, harjoitukset, harjoitustyöt) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee erilaisten sovellusalueiden automaatioratkaisujen erot, ymmärtää automaatiojärjestelmien rakenteet ja tärkeimmät toiminnot. Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa automaatioprojektin sekä käyttääa mikrokontrollereita pienessä automaatiosovelluksessa. Sisältö: Automaation erilaiset sovellusalueet. Automaatiojärjestelmien toiminnot ja rakenne. Anturit ja tiedonsiirto. Automaatio-ohjelmointi (PLC). Mikrokontrollerit. Automaation suunnittelu ja projektointi. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan harjoituksilla, harjoitustyöillä ja välikokeilla tai tentillä. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Noppa-portaalissa. 6

7 Korvaavuudet: AS Kurssit AS , AS ja T yhdessä; korvaavat kurssit AS ja AS Osakorvaavuudet ovat mahdollisia Noppaportaalissa esitetyllä tavalla. Esitiedot: Automaatio- ja säätötekniikka AS / ELEC -C1110 Automaatio- ja systeemitekniikan perusteet tai vastaavat tiedot. AS /ELEC-A1100/ELEC-A7100 C-ohjelman peruskurssi tai C-kielen perusteiden hallinta Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: Suomi ELEC-C1220 Automaatio 2 (5 op) Vastuuopettaja: Panu Harmo; Arto Visala; Seppo Sierla Opetusperiodi: III-V Työmäärä toteutustavoittain: (luennot, harjoitustyöt, projektit) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee XML-kuvauskielen perusteet ja tietää kuinka XML:ää käytetään automaatiossa. Opiskelija on saanut varmuutta ja kokemusta erilaisten automaatioratkaisujen soveltamisessa. Opiskelija ymmärtää kappaletavara-, prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja erityspiirteet. Sisältö: XML-kielen käyttö automaatiossa. Kappaletavara-, prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja tekniset ratkaisut. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, yritysvierailuja, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan tekemällä harjoituksia, harjoitustöitä (osassa esikuulustelu) ja kirjoittamalla vierailuraportteja sekä välikokeilla tai tentillä. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Noppa-portaalissa. Korvaavuudet: AS Kurssit AS , AS ja T yhdessä korvaavat kurssit AS ja AS Osakorvaavuudet ovat mahdollisia erikseen määritellyllä tavalla. Esitiedot: ELEC-C1210/ AS tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: Suomi ELEC-C1230 Säätötekniikka (5 op) Vastuuopettaja: Arto Visala; Kai Zenger Opetusperiodi: III-IV Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee jatkuva-aikaisen säätö- ja systeemiteorian alkeet. Hän ymmärtää dynaamisen järjestelmän perusperiaatteet ja analysointimenetelmät. Hän osaa analysoida yksinkertaisten järjestelmien dynaamista käyttäytymistä sekä osaa suunnitella erityyppisillä menetelmillä stabiloivan säätöratkaisun. Hän osaa simuloimalla tarkistaa suljetun systeemin käyttäytymisen. Sisältö: Säätö- ja systeemiteorian perusteet. Dynaamiset järjestelmät ja niiden käyttäytyminen. Siirtofunktiot ja taajuustason mallit. Tilamallit. PID-säädin. Säätäjien suunnittelu ja analyysi. Dynaamisen takaisinkytketyn järjestelmän simulointi. Digitaalisäädön alkeet. Harjoitustehtävissä käytetään Matlab/Control System Toolboxia sekä Simulinkiä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti. Vapaaehtoisista kotitehtävistä ja laskukokeesta saa lisäpisteitä tenttiin. Oppimateriaali: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, Opetusmoniste ja verkkokurssi. Korvaavuudet: AS /AS Esitiedot: Jokin automaatio- ja säätö/systeemitekniikan peruskursseista. Matemaattisen taustan vankentamiseen suositellaan tentittävää kurssia AS Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot. 7

8 Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. ELEC-C1310 Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt (5 op) Vastuuopettaja: Jorma Selkäinaho; Quan Zhou Opetusperiodi: IV-V (kevät 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Laboratorioharjoituksia 30 h, itsenäinen työskentely 90 h, esikuulustelut 5 h. Osaamistavoitteet: Kurssin käytyään opiskelija tuntee automaatio- ja säätösuunnittelun eri vaiheet teoriassa ja käytännössä. Opiskelija on lisäksi tutustunut 10 eri sovellusympäristöön. Sisältö: Kurssin lopussa opiskelijalla on kokemusta digitaalisista säätöalgoritmeista, sumeasta säädöstä, optimisäädöstä, säätimen virityksestä, säätöpiirin stabiilisuudesta, järjestelmän identifioinnista, konenäöstä ja liikkuvan robotin odometriasta. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Hyväksytyt esitehtävien ratkaisut, esikuulustelun hyväksytty suoritus ja aktiivinen osallistuminen laboratoriotöihin. Oppimateriaali: Työohjeet ja esikuulustelutehtävät. Korvaavuudet: Korvaa kurssin AS Esitiedot: Perustiedot säätötekniikasta, Matlab -ohjelmistosta sekä C-ohjelmoinnista. Arvosteluasteikko: Hyväksytty/hylätty. Opetuskieli: Suomi. ELEC-C1320 Robotiikka (5 op) Vastuuopettaja: Pekka Forsman; Ville Kyrki Opetusperiodi: I-II (Autumn 2015) Työmäärä toteutustavoittain: Contact teaching 32 h, independent studies and work based-learning 96 h, examination 3 h Osaamistavoitteet: 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. Sisältö: 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. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: 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. Oppimateriaali: 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. Korvaavuudet: Replaces the course AS Esitiedot: Basic knowledge of automation and control engineering as well as vector and matrix calculus will be beneficial. Arvosteluasteikko: 0-5 Opetuskieli: English ELEC-C8001 Sähköenergiatekniikka (5 op) Vastuuopettaja: Anouar Belahcen; Jorma Kyyrä; Matti Lehtonen Opetusperiodi: IV-V (kevät 2016) Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus 72 h, itsenäinen opiskelu ja työssä oppiminen 42 h, kertausta 18 h, tentti 3 h. 8

9 Osaamistavoitteet: Tavoitteena on kansainvälinen kanditason osaaminen sähköenergiatekniikasta mukaan lukien perinteiset ja modernit energiatuotannon tavat. Kurssin jälkeen opiskelija ymmärtää modernin sähköenergiajärjestelmän toimintaperiaatteen, osaa järjestelmän ja sen komponenttien malleja ja osaa analysoida matemaattisesti niiden avulla järjestelmän toimintaa. Sisältö: Sähköverkkojen peruskomponentit, energialähteet ja niiden ympäristövaikutukset, uusiutuva energia, kolmivaihejärjestelmä, sähköturvallisuus, tehoelektroniikka, muuntajat, sähkökoneet, sähköverkot tulevaisuuden sähköjärjestelmät. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, harjoitukset ja tentti. Lopullinen arvosana muodostuu harjoitusten ja tentin perusteella. Oppimateriaali: Mohamed A. El-Sharkawi, Electric Energy, An Introduction, 3rd Edition, CRC Press, ISBN Korvaavuudet: Korvaa ELEC-C6001 Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Ilmoittautuminen: WebOodi Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: Kurssi on suunnattu sähköenergiatekniikan perusteita tarvitseville. ELEC-C8722 Molekyyli- ja solubiologia (5 op) Vastuuopettaja: Mervi Paulasto-Kröckel; Markus Turunen Kurssin asema: Kandidaatti Opetusperiodi: V Työmäärä toteutustavoittain: Luentoja n. 40 h, valmistautuminen n. 20 h, kertaus n. 40 h, Tentti ja sen tarkastus 25 h ja essee 10h Osaamistavoitteet: Tarkoitus on tarjota teekkareille poikkitieteellistä opetusta ja luoda yhteistä termistöä biotieteiden ja tekniikan leikkausalueella toimiville insinööreille. Toimittaessa tieteidenvälisissä tehtävissä yhteinen kieli ja toimintakulttuuri ovat oleellisen tärkeitä, ja eri alojen asiantuntijoiden saattaminen yhteen toimii osaltaan innovaatioiden kehittymistä stimuloivana tekijänä. Opetuksen tarkoituksena on antaa laaja-alainen näkemys niistä perusteista, joita tarvitaan toimittaessa biologisen informaation hankinnassa ja käsittelyssä tarvittavien teknologioiden tutkijoina ja kehittäjinä, ja se luo pohjaa syventää osaamista biologisen kemian ja tekniikan alakohtaisiin opintoihin. Kehittyminen asiantuntijaksi poikkitieteellisellä ja innovaatiokeskeisellä alalla, joka yhdistää "kovat" insinööritieteet biotieteisiin, vaatii perustaksi riittävän syvällisen ymmärryksen luonnontieteissä ja sovellusalan tieteissä. Tämän kurssin tavoite on osaltaan luoda hyvä perusta näille opinnoille keskittymällä solubiologian perusteisiin. Sisältö: Kurssi antaa tietoa solujen rakenteesta ja toiminnasta, jotka tunnetaan jo molekyylien, jopa atomien tasolla. Solun biologiaa kuvaillaan pääosin biokemian ja molekyylibiologian termein. Solun jakautuminen ja solujen järjestäytyminen kudokseksi sekä kehittyminen elimistöksi ja päätyminen lopulta solukuolemaan ovat kurssin keskeistä sisältöä. Lisäksi tutustutaan tärkeimpiin solubiologian tutkimusmenetelmiin. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, essee, tentti ja vertaisarviointi Oppimateriaali: Essential Cell Biology, 4th Ed. by Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin and Alexander D Johnson tai Molecular Biology of the Cell by Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis and Martin Raff tai Biokemian ja solubiologian perusteet, WSOYpro Korvaavuudet: S-0.104, S , S , ELEC-C2210 Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi Opetuskieli: suomi ELEC-D8710 Principles of materials science (5 cr) 9

10 Responsible teacher: Tomi Laurila; Vesa Vuorinen Status of the Course: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Level of the Course: B. Sc./ M.Sc. level Teaching period: III - IV (Spring 2016) Workload: Lectures 36h Exercises 16h Independent work 74h Midterm exams 4h Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Mid term exams (100%) Study Material: 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" Substitutes for Courses: ELEC-C2100 Principles of Materials Science Evaluation: 0-5 Registration for Courses: oodi ELEC-D8721 Biologisten ilmiöiden lyhyet mittaukset (5 op) Vastuuopettaja: Raimo Sepponen; Markus Turunen Kurssin taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I-V Osaamistavoitteet: Suoritettuaan kurssin opiskelija osaa kertoa oman tutkintoohjelmansa alalla tehtävän tutkimuksen yhteiskunnallisesta vaikuttavuudesta hyödyntäen esimerkkejä teollisuudesta, terveydenhuollosta ja tiedeyhteisöstä. Monimuoto-opetuksessa, jossa on merkittävä painopiste omalla konkreettisella laboratoriotyöskentelyyn osallistumisella ja omien oppimistavoitteiden asettamisella, opiskelijalle muodostuu jo opintojen alussa käsitys yliopisto-opiskelun erityispiirteistä, joita ovat mm. akateeminen vapaus, tutkimuslähtöisyys, kriittisyys, suunnitelmallisuus, pitkäjänteisyys, kokeilevuus, kekseliäisyys ja ongelmanratkaisuhakuisuus osana ryhmätyöskentelyä. Lisäksi opiskelija juurtuu osaksi tiedeyhteisöään samalla, kun hän osallistuu eri korkeakoulujen (ELEC, CHEM, SCI ja ARTS) kanssa yhteistyössä tuotettuihin laboratorioharjoituksiin. Kurssin alussa opiskelija omaksuu perusteet laboratoriotyöskentelyyn liittyvistä työ- ja kemikaaliturvallisuusasioista. Sisältö: Työ- ja kemikaaliturvallisuus, geenitekniikka ja tutkimuksen esteettiset sekä eettiset kysymykset, soluviljely, mikroskopia, biopolymeerien valmistus, aineen rakennetutkimus ja materiaalien käyttö lääketieteellisissä sovelluksissa, lääketieteellinen kuvantaminen, ihmisen fysiologisen tilan seuraaminen eri menetelmillä, valaistustekniikan hyödyntäminen fotosynteesin nopeuttamisessa ja työpajoissa opittujen asioiden täydentäminen opiskelijalähtöistä oppimistavoitteiden asettelua hyödyntäen sekä tulosten 10

11 esittely yksilöinä/ryhmissä suullisesti ja kirjallisesti. Oman mittauksen suunnittelu, toteutus, virhetarkastelu ja esittely ryhmässä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, omamittauksen suunnittelu, virhetarkastelut, toteutus ja raportointi. Arviointi 0-5 Oppimateriaali: Ilmoitetaan luennoilla Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: oodi Opetuskieli: suomi ELEC-D8723 Laboratory course of biomedical engineering (5 cr) Responsible teacher: Emilia Kaivosoja; Vesa Vuorinen Status of the Course: Master's Programme in Automation and Electrical Engineering Master's Programme in Life Science Technologies Level of the Course: M.Sc. level Teaching period: IV - V (Spring 2016) Workload: Laboratory work 40 h Independent work 90h Learning Outcomes: 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. Content: 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 Assessment Methods and Criteria: 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. Substitutes for Courses: S Laboratory Course of Bioadaptive Technology Prerequisites: ELEC-E8725 Methods of bioadaptive technology and ELEC-E8724 Biomaterials Science Evaluation: 0-5 ELEC-E8001 Embedded Real-Time Systems (5 cr) Responsible teacher: Seppo Ovaska; Jorma Kyyrä Teaching period: I-II (Autumn 2015) Workload: 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. Learning Outcomes: 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. 11

12 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. Content: Fundamentals of real-time systems, hardware for embedded real-time systems, real-time operating systems, industrial applications. Assessment Methods and Criteria: 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%. Study Material: 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. 1 # Ch. 3. (e-book available for Aalto students from book/ / ). Lecture slides and other e-handouts. Substitutes for Courses: Replaces S Prerequisites: Basic electronics and programming skills Registration for Courses: WebOodi Further Information: Lectured by Prof. Seppo Ovaska seppo_ovaska ELEC-E8002 Project work A - Theory (5 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen; Tomi Laurila; Lauri Palva Teaching period: III-V Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Lectures, exercises, group exercises, homework. Study Material: Will be announced at the beginning of the course. Prerequisites: 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. Evaluation: 0-5 Registration for Courses: oodi Language of Instruction: englanti Further Information: 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 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen; Tomi Laurila; Lauri Palva Level of the Course: Master Teaching period: I-II (first time ) Learning Outcomes: After completing the course, the student has an experience of completing a real project. Student can work in a group, has experience of reaching 12

13 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: working in a project, competing the project, selfassessment, peer-review. Study Material: Will be announced at the beginning of the course. Prerequisites: ELEC-E8002. Evaluation: 0-5 Registration for Courses: oodi ELEC-E8101 Digital and Optimal Control (5 cr) Responsible teacher: Arto Visala; Kai Zenger Teaching period: I-II Workload: Lectures 24 + Self-study after lectures 24 + Exercise sessions 24 + Solving exercise tasks 40 + Exam preparation 19 + Exam 4 = total 135. Learning Outcomes: 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. Content: -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. Assessment Methods and Criteria: Teaching methods: Lectures, Exercises, Homework problems.grading: Two mid-exams or full exam; Bonus from the home assignments. Prerequisites: Basic course in Automation and Control Engineering. The course Control Engineering (earlier: Analog Control) or equivalent. Programming skills in Matlab/ Simulink. Evaluation: 0-5 ELEC-E8102 Distributed and Intelligent Automation Systems L (5 cr) Responsible teacher: Valeriy Vyatkin; Cheng Pang Teaching period: I-II Workload: 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. Learning Outcomes: 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 13

14 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 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 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: 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. Study Material: Slides and handouts Prerequisites: Automation 1 and 2 from our bachelor or similar knowledge (PLC programming, automation systems, sensors, actuators). Software development courses. Evaluation: 1-5 ELEC-E8103 Modelling, Estimation and Dynamic Systems (5 cr) Responsible teacher: Kai Zenger; Quan Zhou Teaching period: I (Autumn 2015) Workload: Lectures 28h, exercise sessions 12h, independent study and problem solving 84h, home exam 9h. Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Home assignments (50%) and exam (50%). Study Material: Handouts/lecture slides, Ljung, Modeling of dynamic systems, 1994, additional book chapters. 14

15 Prerequisites: Programming in Matlab, Matrix and Linear Algebra, Basic course in Control Engineering or relevant knowledge. Evaluation: 0-5 ELEC-E8104 Stochastic models and estimation (5 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen; Arto Visala Teaching period: I (Autumn 2015) Workload: Contact teaching 36 h, independent studies and work based-learning 90 h, examination 3 h Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Final exam (60%), assignments (40%). Study Material: Yaakov Bar-Shalom, et al: Estimation with applications to tracking and navigation (2001), handouts. Substitutes for Courses: Replaces the course AS Prerequisites: Basic knowledge of control engineering and robotics, basic probability theory and statistics. Evaluation: 0-5. ELEC-E8110 Automation Software Synthesis and Analysis L (5 cr) Responsible teacher: Valeriy Vyatkin; Pekka Aarnio; Cheng Pang Teaching period: IV-V Workload: 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. Learning Outcomes: 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. Content: The students will acquire theoretical background and practical experience of formal methods application for validation and synthesis of hardware, software and reactive embedded systems Assessment Methods and Criteria: 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. Study Material: Slides and handouts Prerequisites: Required: Automation 1 and 2 or similar knowledge. Software development practice. Useful: Discrete mathematics Evaluation:

16 ELEC-E8111 Autonomous mobile robots L (5 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen; Arto Visala Teaching period: IV (Spring 2016) Workload: Contact teaching 40 h, independent studies and work based-learning 86 h, examination 3 h Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Assignments (60%), course project (40%). Study Material: Siegwart Roland et al: Introduction to Autonomous Mobile Robots (2nd edition, 2011), handouts. Substitutes for Courses: Replaces the course AS Prerequisites: Basic knowledge of programming, automation and control engineering, robotics and estimation. Evaluation: 0-5 ELEC-E8112 Hybrid powertrains in vehicles (5 cr) Responsible teacher: Panu Sainio; Jorma Selkäinaho Teaching period: III (Spring 2016) Workload: Contact teaching 12 h, independent studies and work-based learning 120 h, examination 3 h. Learning Outcomes: 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. Content: 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. Assessment Methods and Criteria: Final examination (80%) and exercise participation (20%). Study Material: Lecturers' handouts. Prerequisites: Bachelor of Science in Technology level competence. Evaluation: 0-5 ELEC-E8113 Information systems in industry (5 cr) Responsible teacher: Ilkka Seilonen; Valeriy Vyatkin 16