Mechatronik (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 von determinierten Signalen 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

zwei Klausuren K90
Leistungspunkte Noten

8 Creditpunkte
Modulverantwortlicher

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

Bachelor MK, Hauptstudium
Bachelor MK-plus, Hauptstudium
Bachelor EI, Hauptstudium
Bachelor EI-plus, Hauptstudium
Bachelor EI3nat, Hauptstudium
Bachelor MT, Hauptstudium
Veranstaltungen

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. E+I318
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 Fourier-Reihe zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum.
- Einführung der Distribution Dirac-Impuls, Eigenschaften.
- 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 von Differenzengleichungen.
- Digitale Filter.

 

 
Literatur
  • Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, G. Doetsch (Oldenbourg Verlag, 1967)
  • Laplace- und Fourier-Transformation, O. Föllinger (Elitera Verlag Berlin, 1977)
  • Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, Martin Werner (Vieweg+Teubner, 3. Auflage, 2008), ISBN 978-3-8348-0233-0

Regelungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. E+I319
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.
Grundlagen der digitalen Regelung.
Literatur

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