12381 - Zeitdiskrete Systeme und Regelungen Modulübersicht

Modulnummer: 12381
Modultitel:Zeitdiskrete Systeme und Regelungen
  Time-discrete Systems and Regulators
Einrichtung: Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
Verantwortlich:
  • Prof. Dr.-Ing. Döring, Daniela
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Wintersemester
Leistungspunkte: 5
Lernziele:

Nach der Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage:

  • vorhandenes Wissen selbständig zu erweitern,
  • komplexer Aufgabenstellungen analysieren und zu strukturieren,
  • logisch, analytisch und konzeptionell zu denken,
  • Lösungsstrategien zu entwickeln und anzuwenden,
  • Kenntnissen zum Lösen von technischwissenschaftlichen Aufgabenstellungen anzuwenden,
  • Beschreibung technischer Modelle mithilfe zeitdiskreter Systeme zu erstellen,
  • Regelung zeitdiskreter Systeme zu entwickeln.
Inhalte:
  • Einführung in die zeitdiskreten Signale
  • Zeitdiskrete Systeme (diskrete Faltung, Beschreibung LTI-Systeme im Frequenzbereich)
  • Fouriertransformation für zeitdiskrete Signale und Systeme
  • Wichtige Korrespondenzen - Fouriertransformationspaare
  • Eigenschaften der Fouriertransformation für zeitdiskrete Signale
  • z-Transformation und Differenzengleichungen
  • Frequenzgang zeitdiskreter Netzwerke
  • Digitale Filter (FIR- und IIR-Filter)
  • Diskrete Fouriertransformation (DFT)
  • Zustandsraummodell zeitdiskreter Systeme
  • Lösung der Zustandsdifferenzengleichungen
  • Transformation des disk. Zustandsraummodells in den z-Bereich
  • Transformation des zeitkontinuierlichen Zustandsraummodells
  • Steuer-und Beobachtbarkeit
  • Zeitdiskrete Zustandsregelung
  • Entwurf diskreter Äquivalente kontinuierlicher Regler
  • Exakte Transformation der Regelstrecke in den diskreten Bereich
  • Partialbruchzerlegung und Residuenmethode
  • Zusammenhang zwischen der s-Ebene und der z-Ebene
  • Stabilität diskreter Regelkreise
  • Diskreter Reglerentwurf via Wurzelortskurvenverfahren
  • Systemidentifikation mittels Parameterschätzverfahren
  • Least-Squares-Verfahren
  • Ausgewählte Algorithmen für self-tuning PID-Regler
Empfohlene Voraussetzungen:
  • Grundlagen der Signale und Systeme oder
  • Systemtheorie I
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Übung / 2 SWS
  • Selbststudium / 90 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:
  • Vorlesung: Tafel/Beamer
  • Übung:       Tafel/Beamer
  • Vorlesungskript, eLearning 

Literatur

  • Unbehauen, H.: Regelungstechnik 2, 9. Auflage, SpringerVieweg-Verlag, 2009
  • Doblinger, G., J.: Zeitdiskrete Signale und Systeme. 3. Auflage, Schlembach Fachverlag, 2015
  • Hsu, Hwei P.: Signals und Systems. Schaum’s Outline Series, McGraw-Hill, 1995
  • Hayes, M. H.: Digital Signal Processing, Schaum’s Outline Series, second edition, 2012
  • Werner, M.: Digitale Signalverarbeitung mit MATLAB, Springer Vieweg Verlag, 6. Auflage, 2019.
  • Meyer, M.: Signalverarbeitung; Analoge und digitale Signale, 8. Auflage,  Systeme und Filter, Springer Vieweg Verlag, 2017.
  • Braun, A.: Digitale Regelungstechnik, 1. Auflage, Oldenbourg Verlag, 1997


 

Modulprüfung:Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:Voraussetzung für Modulabschlussprüfung:
  • erfolgreiches Bestehen von 25 Übungsaufgaben
Modulabschlussprüfung:
  • Klausur: 90 Min

Darüber hinaus können bei erfolgreich abgeschlossenen Übungsaufgaben für die Klausur max. 10% Bonuspunkte erworben werden.
Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • Abschluss im Ausland / Elektrotechnik / keine PO
  • Bachelor (fachhochschulisch) / Elektrotechnik / PO 2018
  • Master (fachhochschulisch) - erweiterte Fachsemester / Elektrotechnik / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend / Elektrotechnik - dual / PO 2018
  • Bachelor (fachhochschulisch) - Duales Studium, praxisintegrierend / Elektrotechnik - dual / PO 2018
Bemerkungen:keine
Veranstaltungen zum Modul:Vorlesung/Übung/Prüfung
  • 310563 Prüfung Zeitdiskrete Systeme und Regelungen (12381) (WP)
Veranstaltungen im aktuellen Semester: