Elektrische Energietechnik / Physik plus Pädagogik (auslaufend)

EMI Department

Modulhandbuch

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Signale, Systeme und Regelkreise

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium
Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

 

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs determinierter Signale durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und, darauf aufbauend, die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

 
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90  im Fach Signale und Systeme (Gewicht 4/8)

Klausur K90 im Fach Regelungstechnik I (Gewicht 4/8)

zum Bestehen des Moduls müssen beide Klausuren bestanden sein
Leistungspunkte Noten

8 CP
Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Peter Hildenbrand
Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus
Veranstaltungen

Regelungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. E+I228
SWS 4.0
Lerninhalt

- Einführung in die Regelungstechnik; Grundbegriffe und Beispiele; charakteristische Eigenschaften von Regelkreisen.

- Mathematische Beschreibung grundlegender linearer Übertragungsglieder; Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen; Einführung des Frequenzgangs; Darstellung von Frequenzgängen als Ortskurve und im Bodediagramm; Frequenzgänge zusammengesetzter Übertragungsglieder.

- Grundlegende Anforderungen an eine Regelung; Auswahl und optimale Einstellung von Reglern vom PID-Typ mit Methoden im Zeitbereich und Frequenzbereich; unterlagerte Regelungen; Hinweise auf nichlineare
Regler.
Literatur

• Regelungstechnik, Föllinger, O. (Hüthig Buch Verlag, 1990)

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. EMI227
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

 
Literatur

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

 
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