Systemtheorie 2
| Credits | Workload | Kontaktzeit | Selbststudium | Dauer |
|---|---|---|---|---|
| 6 CP | 180 h | 3 SWS (45 h) | 135 h |
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreiche Teilnahme am Modul ´Systemtheorie I´
Lehrveranstaltungen
| Veranstaltung/ Lehrform | CP | SWS | Häufigkeit | |
|---|---|---|---|---|
| Systemtheorie 2 Vorlesung | 6 CP | 3 SWS | jedes Semester | |
| Systemtheorie 2 Übung | 0 SWS | jedes Semester | ||
Prüfungsleistung
90-minütige Klausur.
Note
Die Modulnote ist die Note der Klausur.
Lernergebnisse / Kompetenzen
Hier sollen die Studierenden lernen, Systeme mit Hilfe der Zustandsdarstellung zu beschreiben, das Verhalten und die Stabilität zu analysieren und Regelungen im Zustandsraum zu entwerfen, so dass das Systemverhalten vorgegebene Anforderungen erfüllt. Sie sollen die Vor- und Nachteile der verschiedenen Normalformen kennenlernen, zeigen können, ob Modelle ähnliche Systeme beschreiben und wie der Systemzustand für eine Regelung geschätzt werden kann, wenn er nicht direkt messbar ist.Darüber hinaus wird in Systemtheorie II die stochastische Beschreibung von Signalen eingeführt, die im Gegensatz zu der z.B. in Systemtheorie I verwendeten deterministischen Beschreibung kein exaktes Wissen über den eigentlichen Signalverlauf, sondern nur über seine stochastischen Eigenschaften verlangt. Die Studierenden sollen ein Verständnis für stochastische Signale und ihre Beschreibung durch Größen wie z.B. Verteilung und Korrelationsfunktion erwerben. Darauf basierend sollen sie die Strukturen und Eigenschaften von Kalman-Filtern und adaptiven Regelungen verstehen und erlernen, diese für lineare Systeme zu entwerfen.
Inhalte
Inhalte der Veranstaltung sind z.B.:
- Ein- und Ausgangsbeschreibung zeitdiskreter Systeme
- Operatorenrechnung für zeitdiskrete Systeme: Elementare Körpertheorie, Operatorenkörper, V-Transformation, Anwendung der Operatorenrechnung, Zusammenhang z-Transformation und Operatorenrechnung.
- Analyse von Abtastsystemen: Quasikontinuierliche Abtastregelungen, Parameteroptimierte Regelalgorithmen, Stabilität zeitdiskreter Systeme.
- Systembeschreibung und Analyse im Zustandsraum, Zustand und Zustandsvariable: Zustand, Übergangsfunktion, Ausgangsfunktion. Systemdynamik und lokale Übergangsfunktion zeitdiskreter und zeitkontinuierlicher Systeme.
- Aufstellen der Zustandsgleichungen aus der Übertragungsfunktion: Regelungsnormalform, Beobachternormalform, Jordansche Normalform; äquivalentes zeitdiskretes Modell im Zustandsraum. Lösung der Zustandsgleichungen für lineare zeitdiskrete Systeme. Erreichbarkeit, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit linearer Systeme, Duale Systeme.
- Äquivalente Systeme: Ähnliche Systeme; Zerlegung in Unterräume, Basistransformationsmatrix, minimale äquivalente Systeme.
- Regelung im Zustandsraum: Struktur einer Zustandsregelung, Regelungssynthese im Zustandsraum, Schätzung des Zustandsvektors.
- Kalman-Filter: Wahrscheinlichkeitsrechnung, Modell des gestörten Systems ohne Rückführung, Ableitung des Kalman-Filters, Zustandsschätzung des gestörten Systems mit Rückführung, Eigenschaften des Kalman-Filters.
- Adaptive Systeme: adaptive Systemmodelle, Adaptionsalgorithmen, adaptiver Beobachter.
Alternative Wahlmodule zu diesem Modul
Dieses Modul gehört zur Gruppe "Wahlpflichtbereich Elektrotechnik". 7 Module (bestehend aus Vorlesung und Übung) zu wählen aus dem Wahlpflichtmodulen in den zwei Studienschwerpunkten: 1. Informations- und Kommunikationstechnik; 2. Elektrische Energietechnik. Die Module sollen so gewählt werden, dass im 1. Studienjahr insgesamt 36 ECTS und im 2. Studienjahr 24 ECTS erworben werden.
Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik (EE)
- Automation of Complex Power Systems
- Batteriespeichersysteme
- Elektrische Maschinen 1
- Elektrische Maschinen 2
- Hochspannungstechnik I (Isoliersysteme)
- Hochspannungstechnik II (Prüfsysteme und Diagnostik)
- Leistungselektronische Bauelemente
- Optimierung und Betrieb von Strom und Gasnetzen
- Power Electronics – Control, Synthesis and Applications
- Power Electronics – Fundamentals, Topologies and Analysis
- Stromerzeugung und -handel
Studienschwerpunkt Informations- und Kommunikationstechnik (IK)
- Computer Arithmetik I
- Computer Arithmetik II
- Cryptography I
- Elektromagnetische Felder 2
- Grundlagen des Compilerbaus
- Hochfrequenztechnik 1
- Hochfrequenztechnik 2
- Multimedia Signal Coding
- Mustererkennung in Bilddaten
- Systemtheorie 2
- Theoretische Informationstechnik 2
Modulzuordnung
Master of Science: Fach Grundlagen der Elektrotechnik: Bereich Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik (EE)
Disclaimer
Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.
