Modul Modellgestützte Messverfahren/Nichtlineare Dynamische Systeme

Code:	152850
Modul:	Modellgestützte Messverfahren/Nichtlineare Dynamische Systeme
Module title:	Model-Based Measuring Methods/Nonlinear Dynamic Systems
Version:	3.0 (03/2011)
letzte Änderung:	12.12.2023
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr.-Ing. Kästner, Wolfgang w.kaestner@hszg.de

angeboten im Studiengang:	Mechatronik (M.Eng.) gültig ab Matrikel 2019

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Master
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

Workload* in

SWS **

Semester

Zeit- std.

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt	davon
	105	55 Vor- und Nachbereitung LV	50 Vorbereitung Prüfung	0 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:

Die Vermittlung des Fachwissens erfolgt in Form von Vorlesungen und Seminaren/Übungen. In den Vorlesungen werden die methodischen Grundlagen mittels Multimediatechnik und Tafelbildern dargestellt. In den Seminaren erfolgt die Festigung der Vorlesungsinhalte anhand von Aufgaben. Die Übungen und das Rechnerpraktikum dienen der Vertiefung spezieller Fähigkeiten und Fertigkeiten im Zusammenhang mit dem Beleg.

Hinweise:

Durchführung von Rechnerpraktika zur Handhabung des Simulationstools



Prüfung(en)
Prüfung	Prüfungsleistung als Beleg (PB)	-	100.0%

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Lerninhalt:

Modellgestützte Messverfahren Einführung Zustandsraummethodik Entwurf, Struktur, Analyse von Zustandsraummodellen Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit Bewertung der Zustandsraummodelle Grundlagen Zustandsbeobachtung Struktur, Entwurf, Applikation von Zustandsbeobachtern mittels Polvorgabe Sensibilitätsanalysen zur Wirksamkeit von Beobachtern Anfangsfehler, Prozessänderungen, stochastische Messstörungen Grundlagen und Anwendungen weiterer Verfahren Kalman Filter, Hybrid-Beobachter Grundlagen Zustandsregelung Struktur, Entwurf, Applikation von Zustandsreglern mit Vorfilter Nichtlineare Dynamische Systeme Erfordernisse an Modellierung/Simulation Sensibilitätsanalyse Stabilitätsanalyse Applikationen

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Die Studierenden analysieren einen physikalisch-technologischen Prozess und entwerfen ein Zustandsraummodell. Sie definieren Polvorgaben und entwerfen sowohl Zustandsbeobachter als auch Zustandsregler. Sie beurteilen die Stabilität und Güte des Mehrgrößensystems und vergleichen Lösungsvarianten mittels Simulation. Die Studierenden erkennen nichtlineare Strukturen und modifizieren das Mehrgrößensystem, indem sie es mit Soft Computing Ansätzen kombinieren.
Fachübergreifende Kompetenzen:	Die Studierenden generalisieren die Problemstellung, generieren individuell und im Team Problemlösungsstrategien und setzen diese um. Sie nutzen dazu system-theoretische Ansätze. Sie beurteilen ihre analytischen und simulativen Ergebnisse und präsentieren die Ergebnisse.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	Kompetenzen aus folgenden Modulen (ohne Nachweiserfordernis): - Ingenieurmathematik I, II
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Kompetenzen aus dem Modul: - Signale und Systeme

Literatur:

Lutz H. / Wendt W.: Taschenbuch der Regelungstechnik, Harry Deutsch, 2021 Föllinger O.: Regelungstechnik, VDE Verlag, 2022 Zimmermann, U. / Ortwig, H.: Regelungstechnik II. Shaker, 2021 Wang, Y.: Advances in State Estimation. Springer, 2020 Walter, H.: Zustandsregelung. Springer, 2019 Barfoot, T. D.: State estimation for robotics. C. U. Press, 2019 Adamy, J.: Nichtlineare Systeme und Regelungen, Springer Vieweg, 2018 Lei, B. et al.: Classification, Parameter Estimation and State estimation. Wiley&Sons, 2017 Marchthaler, R. / Dingler, S.: Kalman-Filter. Springer, 2017 Diebes, H.: Entwurf von Mehrgrößensystemen im Zustandsraum. GRIN, 2016 Unbehauen H.: Regelungstechnik I – III, Vieweg Verlag, 2008-2011