Vorlesungen im Hauptdiplom

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DMS Dynamik mechanischer Systeme

Dozent: Prof. Dr.-Ing. habil. L. Gaul - IAM

Vorlesung: Bisschen Wiederholung aus TM II, teils auch neu.
Stichworte:
Mathematische Grundlagen: Tensorkalkül, Variationsrechnung
Kinematik: Räumliche Bewegung starrer Körper, Bindungen, virtuelle Verschiebungen, Freiheitsgrade
Synthetische Mechanik: Newton-Eulersche Gleichungen
Analytische Mechanik: Prinzipien von d'Alembert, Jourdain, Gauß und Hamilton, Lagrangesche Gleichungen
Bewegungsgleichungen holonomer und nichtholonomer Systeme starrer Körper in generalisierten Koordinaten mit überzähligen und Minimalkoordinaten
Bewegungsgleichgungen kontinuierlicher Systeme
Lineare und nichtlineare, zeitinvariante Systeme: Lösungsverfahren, Modalanalyse, Zeitverhalten, Stabilität
Verfahren nach Ritz und Galerkin
Technische Anwendungen aus der Maschinendynamik mit experimentellen Demonstrationen.

Klingt alles ziemlich abgefahren, wird aber nicht so heiß gegessen, wie es gekocht wird...


Prüfung: 2 Stunden schriftlich. Brav alte Prüfungen rechnen und dann bloß keine Rechenfehler machen!

Bücher, Skripte etc: Skript

Geisteswissenschaftliches Wahlfach

Wichtig ist, dass es ein geisteswissenschaftliches Fach sein muss, was z.B. Wirtschaftswissenschaften ausschliesst. Bei Unklarheiten empfiehlt es sich, vorher Prof. Kistner zu fragen. Gut geeignet sind Vorlesungen, die im Studium Generale angeboten werden, da sie sich auch an Fachfremde richten. Hier einige Empfehlungen:

  • Psychologische Pädagogik: Ganz nette Abwechslung, aber manchmal etwas inhaltsleer...
  • Immer interessant: die Philosophievorlesungen Donnerstagabends 17:30 Uhr bis 19:30 Uhr bei Professor Bien. Er hat jedes Semester ein anderes Thema, kann unterhaltend reden und die Prüfung läuft so nach dem Motto (Originalzitat Bien): "Es zeugt von großem Interesse, dass sie da sind...". Sehr empfehlenswert.

Simulationstechnik

Dozent: Prof. Dr.-Ing. O. Sawodny - ISYS

Vorlesung: Jemand von der RWTH Aachen hat auf Zeitz' Vorlesung basierend ein recht gutes Skript geschrieben. Die harten Fakten stehen aber nach wie vor nur auf den einzig wahren Zeitz-Handouts. Was Sawodny da jetzt macht, weiß ich nicht - vielleicht schreibt mal ein Junior etwas dazu...

Praktikum: Im Praktikum werden die Programme Matlab (mit Simulink) und Arena eingeführt. Es geht in erster Linie darum, bereits existierende M-files zu ergänzen. Die Aufgaben werden vorher in den Übungen besprochen.

Bücher: ISYS - Vorlesungen

Steuerungstechnik

Dozent: Prof. Dr.-Ing. A. Verl - ISW

Vorlesung: Alle möglichen industriell eingesetzten Verfahren zur Steuerung von Maschinen und solchem Krempel.
Auf der ISW-Homepage hört sich das so an:
Die Vorlesung behandelt den Aufbau von Maschinensteuerungen, dabei im wesentlichen Kontaktsteuerungen, ölhydraulische und pneumatische Steuerungen, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und CNC-Steuerungen. Ob der Besuch der Vorlesung wirklich notwendig ist, sei dahingestellt.

Praktikum: Wenn möglich, das Praktikum schon im Wintersemester parallel zur Vorlesung machen. Macht den Sommer schöner und man weiß auch schon in der Prüfung worum es eigentlich geht...

Bücher: Günter Pritschow - Einführung in die Steuerungstechnik

EZDV Echtzeitdatenverarbeitung

Dozent: Prof. Dr.-Ing. H. Wehlan - ISYS

Vorlesung: Verdammt viel Stoff, komprimiert eingetrichtert.
Ändert aber nix daran, dass einem das meiste früher oder später wieder begegnet.

Praktikum: im Sommersemester nach der Vorlesung
Signalverarbeitung in Matlab, Assembler, Real-Time Linux

Bücher: -

Thermodynamik der Gemische

Dozent: Prof. Dr.-Ing. J. Mitrović - ITT

Vorlesung:

Bücher: Thermodynamik der Gemische

DES Dynamik Ereignisdiskreter Systeme

Dozent: Prof. Dr.-Ing. H. Wehlan - ISYS

Vorlesung:

Automaten.

Eigentlich ziemlich interessante Sache, mal abgesehen von den etwas freakigen Fachbegriffen. Außerdem werden zB Petri-Netze und Markov Ketten nicht nur von Ingenieuren verwendet, auch Ökonomen basteln damit rum, die Vorlesung ist also beinahe interdisziplinär...

Deckt zwar das komplette Spektrum ab, aus diesem Grund werden aber viele Sachen nicht wirklich vertieft.

Bücher: -

Regelungstechnik

Dozent: Prof. Dr.-Ing. F. Allgöwer - IST

Regelungstechnik I

Hier ist aufpassen angesagt. Wer als Kyb RT nicht 100% drauf hat, wird es hinterher sehr schwer haben, zu erklären, was er überhaupt kann. Sowohl aus der Vorlesung als auch aus der Übung kann und sollte viel mitgenommen werden. Hinterher ärgert man sich sonst oft, dass man das eine oder andere aus RT damals für nicht so wichtig genommen hat. Im Übrigen macht Allgöwer einen wirklich guten Job.

Modellierung dynamischer Systeme
Klassifikation dynamischer Systeme
Systemanalyse und Reglerentwurf im Zeitbereich
Die Zustandsraumdarstellung
Stabilität linearer Zustandsgleichungen
Lösung linearer Zustandsgleichungen
Reglerentwurf im Zeitbereich: Zustandsrückführungen
Polvorgabe
Zustandsrekonstruktion / Beobachter
Separationsprinzip
Testsignale und Zeitverhalten wichtiger Übertragungsglieder
Systemanalyse und Reglerentwurf im Frequenzbereich
Beschreibung und Analyse linearer dynamischer Systeme im Frequenzbereich
Pole und Nullstellen
Komplexe G-Ebene
Frequenzgang
Ortskurve
Bode-Diagramm
Analyse von Regelkreisen, Formulierung der Anforderungen an Regelkreise
Stabilität im Frequenzbereich
Regelgüte
Reglerentwurf im Frequenzbereich: Ausgangsrückführungen
Einstellregeln
Sprungmethode nach Ziegler-Nichols
Schwingmethode nach Ziegler-Nichols
Relais-Methode
Loop-shaping Reglerentwurf

zur Vorlesungshomepage

Regelungstechnik II

Und hier gehts direkt und straff weiter. Viele Themen auf einem Haufen, und beinahe jedes einzelne davon hätte eine eigene Vorlesung verdient. Was ja teilweise auch der Fall ist, also wer Robust oder RNLS oder ähnliches später hört, dem wird einiges bekannt vorkommen. Dort wird dann auch ein Tempo vorgelegt, dass man besser schon in RT II begriffen hat, was die Nulldynamik ist.

Erweiterte Regelkreisstrukturen
Störgrößenaufschaltung
Kaskadenregelung
Anti-Windup
Struktureigenschaften linearer Systeme
Steuerbarkeit
Beobachtbarkeit
Nullstellen
Struktureigenschaften nichtlinearer Systeme
Relativer Grad
Nichtlineare Koordinaten Transformation
Byrnes-Isidori Normalform
Stabilität nach Lyapunov
Nulldynamik
Reglerentwurf für lineare Systeme
Reglerentwurf durch Minimierung eines quadratischen Gütekriteriums
LQR
LQR/KBF
IMC Reglerentwurf
Wurzelortskurvenverfahren( Konstruktionsregeln WOK)
Reglerentwurf für nichtlineare Systeme
Entwurf linearer Regler für nichtlineare Systeme
Exakte E/A-Linearisierung
Exakte Zustandslinearisierung
Asymptotische Folgeregelung
Störentkopplung
Sliding Mode Reglerentwurf
Optimale Steuerung/Optimale Regelung
Nichtlineare prädiktive Regelung

weitere Infos auf der Vorlesungshomepage

Stochastische Systeme

Dozent: Prof. Dr.-Ing. A. Kistner - IAM

Vorlesung: Wie der Name schon sagt, Systeme die sich ein bisschen zufällig verhalten. Man rechnet also die schon z.B. aus RT bekannten Sachen - aufgebohrt um Varianzen und Erwartungswerte. Besuch der Vorlesung oder der Übung ist nicht zwingend erforderlich, um die Prüfung zu bestehen.

Ein gewisses Verständnis des Themengebiets ist langfristig aber auf jeden Fall vorteilhaft. Denn Gerüchten zufolge existiert in der Realität auch das eine oder andere System, das mit Unsicherheiten behaftet ist.

Auch hier gibts wie in DES wieder Verwandtschaften zur Ökonometrie.

Bücher: Ein Skript zur Vorlesung gibt es auf der Vorlesungshomepage.

Messtechnik 3

Dozent: Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerd Busse ZFP(IKP) und Prof. Dr.-Ing. H. Wehlan - ISYS

Vorlesung:

Bücher: -

DVS Dynamik verfahrenstechnischer Systeme / MvP Modellierung verfahrenstechnischer Prozesse

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Nieken - ICVT

Vorlesung: Diese Informationen beziehen sich noch auf die Vorlesung vom ISYS

Zu Beginn werden die themodynamischen Grundlagen wiederholt. Anschliessend folgen verschiedene Definitionen zur Stabilitaet. Hauptteil der Vorlesung und damit auch der Klausur sind Reaktionskinetik, Modellierung thermodynamischer Systeme, die von Prof. Gilles eingefuehrte Netzwerktheorie sowie Modellierung auf der Phasenebene.

Vorlesung und Uebung werden meistens von Assistenten gehalten, Prof. Gilles werdet ihr eher selten zu sehen bekommen. Alte Klausuren gibt es in Huelle und Fuelle und es lohnt sich, einiges an Zeit in die Vorbereitung zu stecken.

Bücher: Am Institut wird ein Skript zur Vorlesung verkauft, das sich allerdings nicht ganz mit dem behandelten Stoff deckt. Einzelne Kapitel variierten von Jahr zu Jahr.

DNS Dynamics of Nontechnical Systems

Dozent: Prof. (jun.) N. Radde - IST

Vorlesung: Dynamik mal unter etwas allgemeineren Gesichtspunkten. Ohne Ohm und Kelvin, dafür aber mit Räuber, Beute und Bifurkationen. Hilft beim Malen des eigenen "big picture" zur Dynamik im Allgemeinen.

Im WS04/05 war die Vorlesung noch reichlich konfus, möglicherweise hat sich das mittlerweile gebessert.

Bücher: Steven Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos, ISBN 0738204536. Das Buch ist phänomenal gut geschrieben und erklärt einem so ziemlich alles, was es zu dem Thema zu wissen gibt. Super verständlich und alles andere als staubig. Entweder kaufen oder von einem Prof ausleihen und mal kurz im Kopierlädle vorbeischauen.


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