Systemtheorie II

 

WICHTIGER HINWEIS:

Vorlesung und Übung „Systemtheorie II“ sind ab sofort bei StudIP online. Bitte melden Sie sich dort an, um zukünftig alle Informationen/Materialien zu dieser Lehrveranstaltung abzurufen.

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Veranstalter:

Prof. Dr. Hermann Rohling

Übung::

Dr. Rainer Grünheid

Geb. N, , Raum 2010, Tel: 040/42878-2166

Umfang:

2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung

Ort & Zeit:

Mo, 08:15-09:45 Uhr, N – ES40 Raum 0008    Vorlesung   ACHTUNG  - RAUMÄNDERUNG ab 19.11.07!     

 

Do, 08:15-09:00 Uhr, K - DE15 Raum 0506    Übung

Periodizität:

jeweils im Wintersemester

Prüfung:

Klausur (wird halbjährlich angeboten)


 

Ziele

Vermittlung von Kenntnissen der Theorie zeitdiskreter Signale und Systeme.

Stellung im Studienplan

Kernfach im Hauptstudium (5. Semester) des Studiengangs Elektrotechnik.
Umfang: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung

Inhaltsübersicht
  1. Periodische Zeitsignale
    • Dirac-Impulsreihen
    • Fourier-Reihen
  2. Abtasttheorem
    • Signalabtastung
    • Rekonstruktion
  3. Diskrete Fourier-Transformationen
    • Zeitdiskrete Fourier-Transformation
    • Diskrete Fourier-Transformation
  4. Z-Transformation
    • Definitionen und Korrespondenzen
    • Konvergenz, Kausalität und Stabilität
    • Eigenschaften und Rechenregeln
    • Spezifische Eigenschaften der einseitigen Z-Transformation
    • Faltung und Korrelation
    • Umkehrintegral und Rücktransformation
  5. Diskrete LTI-Systeme
    • Systemantwort im Zeitbereich
    • Systembeschreibung mit Differenzengleichungen
    • Kausalität und Stabilität
    • Frequenzgang und Übertragungsfunktion
    • LTI-Systeme mit stochastischer Erregung
    • Systembeschreibung mit Zustandsgleichungen
  6. Entwurf nicht rekursiver digitaler Filter
    • Fensterung und Abtastung einer zeitkontinuierlichen Impulsantwort
    • Tschebyscheff-Approximation 
  7. Hochauflösende Methoden der Spektralanalyse 
    • AR-PSD-Schätzung
    • Moving Average (MA) - LDS-Schätzung
    • Autoregressive Moving Average (ARMA)-LDS-Schätzung

Erwartete Vorkenntnisse

Grundlagen der Elektrotechnik I+II
Mathematik für Ingenieure
Systemtheorie I

Vorlesung

Die Vorlesungen werden in Form einer Hörsaalvorlesung durchgeführt.

Zum Wintersemester 2003/03 wurden die Vorlesungsunterlagen unter didaktischen Aspekten umgruppiert. In diesem Zusammenhang ist auch ein neuer Foliensatz für die Vorlesung und zur persönlichen Vorlesungsnachbereitung entstanden. Im Gegensatz zu alten Vorlesungsunterlagen und speziell auch zum Buch Systemtheorie von N. Fliege wird abweichend eine f-Notation für die Frequenz verwendet. Eine Tabelle für die Korrespondenzen in f-Notation findet sich hier.

Folienkopien

Die Vorlesungsfolien zu einzelnen Themengebieten stehen als PDF Dokument zur Verfügung. Bitte beachten Sie, dass es im Laufe des Semesters immer noch zu kleinen Änderungen der Folien im Vergleich zum Vorjahr kommen kann. Wir bemühen uns jedoch, die hier zur Verfügung stehenden Unterlagen auf einem aktuellen Stand zu halten. Deswegen ist es sinnvoll, die entsprechenden Folien erst kurz vor der jeweiligen Vorlesung auszudrucken.

0. Einleitung

PDF 4in1

1. Periodische Zeitsignale und Fourier-Reihen

PDF 4in1

2. Abtasttheorem

PDF 4in1 (06.11.07)

3. Diskrete Fourier-Transformationen

PDF 4in1 

4. Z-Transformation

PDF 4in1 

5. Analyse und Entwurf zeitdiskreter LTI-Systeme

PDF 4in1

6. LTI-Systeme mit stochastischer Anregung

PDF 4in1

7. Behandlung zeitdiskreter LTI-Systeme mit dem Zustandsraumkonzept

PDF 4in1

 




 

Übung

Die Übungen werden in Form einer Hörsaalübung durchgeführt.

Es werden Lösungswege zu Übungsaufgaben an der Tafel vorgerechnet. Dabei wird entsprechend der Vorlesung eine f-Notation verwendet. Zum Nacharbeiten der vorgestellten Lösungswege kann sich daher eine Fourier-Korrespondenztabelle in f-Notation als hilfreich erweisen, wie sie z.B. hier zu finden ist.

TalkING  In der Übung hat sich der Wunsch nach einem Online-Forum zur Diskussion der Vorlesungsinhalte ergeben. Herr Schetelig hat inzwischen über das TalkING Projekt ein spezielles Form für die Vorlesung Systemtheorie II eingerichtet.
Diese ist über folgende Adresse zu erreichen: http://www.c4media.de/talking/viewforum.php?f=28

Aufgabenblätter

Die Aufgabenblätter zur Übung sind hier jeweils etwa eine Woche vor der jeweiligen Übung verfügbar. Sie sollten vor dem Termin der Übung heruntergeladen, ausgedruckt und - soweit möglich - auch weitestgehend bearbeitet werden.

Nach der vollständigen Besprechung des Aufgabenblattes in der Übung werden Kurzlösungen zum jeweiligen Aufgabenblatt veröffentlicht.

 

Wiederholung

Aufgabe

Lösung

1. Übungsblatt: Periodische Zeitsignale und Fourier-Reihen

Aufgabe

Lösung

2. Übungsblatt: Abtasttheorem

Aufgabe

Lösung

3. Übungsblatt: Diskrete Fourier-Transformation

Aufgabe

Lösung

     3a. Übersicht Fourier-Transformation

Übersicht

 

4. Übungsblatt: Z-Transformation

Aufgabe

Lösung

5. Übungsblatt: Zeitdiskrete LTI-Systeme

Aufgabe

s. Musterlösung
Klausur SS05
Aufgabe 2

6. Übungsblatt: LTI-Systeme mit stochastischer Anregung

Aufgabe

Lösung

 

Matlab Demonstrationen

In der Vorlesung und der Übung werden zu speziellen Themen Matlab Demonstrationen durchgeführt.
 

Diskrete Fourier-Transformationen

ZIP

Signalabtastung und -rekonstruktion

ZIP

Demos der Johns Hopkins University

Literaturhinweise
  • Fliege, N.: Systemtheorie. Informationstechnik. B.G. Teubner, Stuttgart,1991, NTC-334
  • Lüke, H.D.: Signalübertragung. Springer, Berlin, 1975, NTC 315
  • Oppenheim, Alan V.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, London,1989, NTB 370, EKC 327
  • Proakis, John G.: Introduction to Digital Signal Processing. Macmillan Publishing Company, New York, 1988

Prüfung

Prüfungsmodalitäten

Die Prüfung erfolgt in schriftlicher Form und gliedert sich in zwei Teile. Die Bearbeitungszeit beträgt 90 Minuten.

  • In einem ersten Teil (20 Minuten) sind kurze Fragen zum grundlegenden Verständnis zu beantworten.
    Für diesen Teil sind keine Hilfsmittel zugelassen.
  • In dem zweiten Teil (70 Minuten) ist jegliche Literatur sowie eigene Aufzeichnungen zugelassen. Nicht erlaubt sind Notebooks und Handys sowie programmierbare Taschenrechner oder Taschenrechner mit Funktionsplotter.

Bitte denken Sie an Ihren Studenten- und Personalausweis!

Schriftliche Prüfung im WS 07/08

Datum

wird noch bekannt gegeben

 

Uhrzeit

Ort

Einsicht

Ergebnisse

Aktuelle Prüfungstermine findet man im Internet unter Termine der Diplomprüfung oder über die offiziellen Aushänge an der TUHH. Die hier veröffentlichen Termin können unter Umständen veraltet sein.

 

Prüfungsvorbereitung

Zur Vorbereitung auf die schriftliche Prüfung stehen die Aufgaben der letzten Klausuren zum Download zur Verfügung:

·        Sommersemester 2007 (PDF)

·        Wintersemester 2006/2007 (PDF)

·        Sommersemester 2006 (PDF)

·        Wintersemester 2005/2006 (PDF)

·        Sommersemester 2005 (PDF)             

·        Wintersemester 2004/2005 (PDF)             

·        Sommersemester 2004 (PDF)             

·        Wintersemester 2003/2004 (PDF)     

 


Hier sind Musterlösungen für einige Klausuren zu finden. Die Lösungen für die aktuellen Klausuren werden in unregelmäßigen Abständen folgen.
Für die Richtigkeit der Lösungen wird keine Verantwortung übernommen!

 

letzte Änderung: 15.11.07, RG