MODULHANDBUCH - Fachschaft Bauingenieurwesen RWTH Aachen
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22.12.2012 Aufrufe

Studiengang Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Elektrische Energietechnik Modulbezeichnung Systemtheorie Kürzel: SYST Semester: 4 Lehrveranstaltungen: Systemtheorie 1 (4. Semester) Modulverantwortlicher: Ascheid Dozenten: Systemtheorie 1: Vorlesung: Ascheid Übung: Wissenschaftliche Mitarbeiter Sprache: Deutsch Zuordnung zum Curriculum: Lehrformen / Semesterwochenstunden (SWS) / Gruppengröße (GG): Pflichtmodul Systemtheorie 1: Vorlesung: 2 SWS, GG ca. 250 Übung: 1 SWS, GG ca. 250 Arbeitsaufwand: Systemtheorie 1: 135 Stunden Präsenz Vorlesung 15 x 2 x 0,75 = 22,5 Stunden Präsenz Übung 15 x 1 x 0,75 = 11,25 Stunden Vor- und Nachbereitung Vorlesungs- und Übungsstoff, einschließlich Hausaufgaben: 56,25 Stunden Prüfungsvorbereitung: 45 Stunden Credits: Systemtheorie 1: 4,5 Voraussetzungen: Teilnahme an Modulen GET2+3 und GIN Lernziele / Kompetenzen: Systemtheorie 1: • Die Studierenden sollen ein Verständnis für das Konzept von Signal und System entwickeln, das es ihnen erlaubt, Signale und Systeme in realen technischen Problemstellungen zu identifizieren und soweit zu abstrahieren, dass eine mathematische Beschreibung mit Hilfe der in dieser Vorlesung vorgestellten Darstellungsweisen möglich ist. • In Systemtheorie 1 wird der Fokus auf analoge, d.h. wert- und zeitkontinuierliche Signale und Systeme gelegt. Das wesentliche Teilgebiet der Systemtheorie ist hier die Regelungstechnik, die die Beeinflussung von Systemen durch Vergleich von deren Soll- und Istwert behandelt. Die Studierenden sollen ein Verständnis für den Begriff der Regelung entwickeln und in der Lage sein, Regelungen für vorgegebene Anforderungen zu entwerfen. • Ferner wird die Darstellung von analogen bandbegrenzten Signalen in abgetasteter Form untersucht, die den Studierenden die Grundfähigkeit vermitteln soll, analoge Signale und Systeme durch digitale Simulation zu modellieren und digitale Regler zu entwerfen, so dass vorgegebene Anforderungen an das Systemverhalten erfüllt werden. Inhalt: Systemtheorie 1: Zeitkontinuierliche Systeme Grundbegriffe: Ziele und Aufgaben der Vorlesung. Modellbildung: mathematische Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Systemen (Übertragungsglied, Strukturbild, Übertragungsfunktion, Linearisierung). Eigenschaften rückgekoppelter Systeme: Grundlegende Begriffe, Einfluss von Parameteränderungen in der Regelstrecke, stationäres und transientes Verhalten, Auswirkungen von Störgrößen. Kenngrößen und Gütekriterien von Regelkreisen: Kenngrößen zur Beschreibung des Regelverhaltens, Gütekriterien und optimales Verhalten. Beschreibung von Systemen im Frequenzbereich: Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Bode- Diagramm. Stabilität von linearen Regelsystemen: absolute und relative Stabilität, 154

Studien- und Prüfungsleistungen Stabilitätsuntersuchungen im Frequenzbereich. Entwurf von Regelkreisen nach dem Frequenzkennlinienverfahren: PI-, PD- und PID-Regler. Kaskadenregelung und Störgrößenaufschaltung. Mehrgrößen-Regelung. Ein- und Ausgangsbeschreibung zeitdiskreter Systeme Lineare zeitdiskrete Systeme: Struktur von Abtastregelungen, Abtastung, Quantisierung, D/A-Umsetzer, zeitdiskretes Modell der Abtastregelung, lineare zeitinvariante Systeme, Differenzengleichungen, z-Transformation. Beschreibung von zeitdiskreten Signalen im Frequenzbereich: Frequenzgang, Übertragungsfunktion, digitale Berechnung von Spektren zeitkontinuierlicher Funktionen, diskrete Fourier-Transformation. Bandbegrenzte Signale und Systeme: Interpolation, Approximation, Digitale Simulation Systemtheorie 1: Klausur (90 Minuten) Medienformen: Präsentationsfolien, Skripte, Übungsaufgaben Literatur: • H. Meyr, Gerd Ascheid: „Systemtheorie 1+2“ , Druckerei und Verlagshaus Mainz, Aachen (Skript zur Vorlesung) • R. Unbehauen: „Systemtheorie 1“ und „Systemtheorie 2“, Oldenbourg Verlag, München Studiengang Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Elektrische Energietechnik Modulbezeichnung Praktikum Energietechnik Kürzel: PET Semester: 6 Lehrveranstaltungen: Praktikum Elektrotechnik (6. Semester) Modulverantwortliche: Hameyer, Haubrich Dozenten: Praktikum Elektrotechnik: Hameyer, Haubrich (od. Nachf.) Sprache: Deutsch Zuordnung zum Curriculum: Lehrformen / Semesterwochenstunden (SWS) / Gruppengröße (GG): Pflichtmodul Praktikum Elektrotechnik: 3 SWS, GG max. 5 Arbeitsaufwand: Praktikum Elektrotechnik: 80 Stunden Präsenz Versuche 8 x 3 = 24 Stunden Vor- und Nachbereitung, Erstellung der Protokolle: 56 Stunden Credits: Praktikum Elektrotechnik: 3,0 Voraussetzungen: Modul GET 1+2 Teilnahme Lernziele / Praktikum Elektrotechnik: Kompetenzen: Die Studierenden sollen • elektrische Wechselgrößen messen können • die hierfür vorhandenen Messgeräte und -methoden kennen und für den jeweiligen Messzweck geeignete auswählen können. Inhalt: Praktikum Elektrotechnik: Elektronenstrahloszilloskop; Messung komplexer Widerstände; Transformator; Zeigerdiagramme im Mehrphasensystem; Leistungsmessung im Wechselstromnetz; Elektromechanische Energiewandlung; Leitungen; Schwingkreis; 155

Studien- und<br />

Prüfungsleistungen<br />

Stabilitätsuntersuchungen im Frequenzbereich. Entwurf von Regelkreisen nach dem<br />

Frequenzkennlinienverfahren: PI-, PD- und PID-Regler. Kaskadenregelung und<br />

Störgrößenaufschaltung. Mehrgrößen-Regelung.<br />

Ein- und Ausgangsbeschreibung zeitdiskreter Systeme Lineare zeitdiskrete Systeme:<br />

Struktur von Abtastregelungen, Abtastung, Quantisierung, D/A-Umsetzer,<br />

zeitdiskretes Modell der Abtastregelung, lineare zeitinvariante Systeme,<br />

Differenzengleichungen, z-Transformation. Beschreibung von zeitdiskreten Signalen<br />

im Frequenzbereich: Frequenzgang, Übertragungsfunktion, digitale Berechnung von<br />

Spektren zeitkontinuierlicher Funktionen, diskrete Fourier-Transformation.<br />

Bandbegrenzte Signale und Systeme: Interpolation, Approximation, Digitale<br />

Simulation<br />

Systemtheorie 1: Klausur (90 Minuten)<br />

Medienformen: Präsentationsfolien, Skripte, Übungsaufgaben<br />

Literatur: • H. Meyr, Gerd Ascheid: „Systemtheorie 1+2“ , Druckerei und Verlagshaus Mainz,<br />

<strong>Aachen</strong> (Skript zur Vorlesung)<br />

• R. Unbehauen: „Systemtheorie 1“ und „Systemtheorie 2“, Oldenbourg Verlag,<br />

München<br />

Studiengang Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung<br />

Elektrische Energietechnik<br />

Modulbezeichnung Praktikum Energietechnik<br />

Kürzel: PET<br />

Semester: 6<br />

Lehrveranstaltungen: Praktikum Elektrotechnik (6. Semester)<br />

Modulverantwortliche: Hameyer, Haubrich<br />

Dozenten: Praktikum Elektrotechnik:<br />

Hameyer, Haubrich (od. Nachf.)<br />

Sprache: Deutsch<br />

Zuordnung zum<br />

Curriculum:<br />

Lehrformen / Semesterwochenstunden<br />

(SWS) /<br />

Gruppengröße (GG):<br />

Pflichtmodul<br />

Praktikum Elektrotechnik:<br />

3 SWS, GG max. 5<br />

Arbeitsaufwand: Praktikum Elektrotechnik: 80 Stunden<br />

Präsenz Versuche 8 x 3 = 24 Stunden<br />

Vor- und Nachbereitung, Erstellung der Protokolle: 56 Stunden<br />

Credits: Praktikum Elektrotechnik: 3,0<br />

Voraussetzungen: Modul GET 1+2 Teilnahme<br />

Lernziele /<br />

Praktikum Elektrotechnik:<br />

Kompetenzen:<br />

Die Studierenden sollen<br />

• elektrische Wechselgrößen messen können<br />

• die hierfür vorhandenen Messgeräte und -methoden kennen und für den<br />

jeweiligen Messzweck geeignete auswählen können.<br />

Inhalt: Praktikum Elektrotechnik:<br />

Elektronenstrahloszilloskop;<br />

Messung komplexer Widerstände; Transformator; Zeigerdiagramme im<br />

Mehrphasensystem; Leistungsmessung im Wechselstromnetz; Elektromechanische<br />

Energiewandlung; Leitungen; Schwingkreis;<br />

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