Modulbeschreibung

Elektronik und Regelungstechnik III

ECTS-Punkte:
10
Lernziele:

Die Studierenden

 

  • können ein komplexes digitales System in einer progarmmiebaren Logik entwerfen.
  • können synchrone Schaltungen entwerfen.
  • können Funktionen eines Controllers auf einer programmiebaren Logik realisieren (System on Chip).

 

  • können dynamische Systeme in ihren Eigenschaften analysieren und dafür einen passenden kontinuierlichen Regler so entwerfen, dass der geschlossene Regelkreis vorgegebene Anforderungen erfüllt.
  • können die gängigen Reglertypen schaltungstechnisch auslegen und implementieren.
  • kennen die Grundlagen der mathematischen Beschreibung von Abtastsystemen (insbesondere die z-Transformation).
  • können diskrete Regler in einem Zielsystem implementieren.
  • können diskrete Regler im z-Bereich auslegen und optimieren.

 

  • können die Messunsicherheitsanalyse inklusiv Fehlerfortpflanzungsgesetz anwenden.
  • kennen das Vorgehen und die Zusammenhänge beim Kalibrieren elektrischer Grössen.
  • können Standardmesselektronikschaltungen wie AC-Brücke, OP-Messverstärker und Lockin-Verstärker entwickeln.
  • können das elektronische Rauschen einer Messschaltung berechnen.
  • kennen die verschiedenen Varianten der Abschirmung elektronischer Messsysteme.
  • kennen die grundlegenden Funktionsweisen von magnetischen, elektrischen, optischen Sensoren sowie Ultraschallsensoren.
  • kennen die technisch relevanten Kenngrößen der obigen kommerziellen Sensortypen.
  • können die zu den obigen Sensortypen gehörenden Messelektronikschaltungen entwickeln.
  • können die FFT-Analyse anwenden.
  • können die Standardanalyseverfahren für elektrische Energiegrößen anwenden

  

  • können eine Systemapplikation bestehend aus Hard- und Software auf der Basis eines Lastenheftes entwickeln.

 

  • kennen die grundlegenden Eigenschaften von leitungsgebundenen und drahtlosen Übertragungssystemen.
  • können das Verhalten von Leitungen bei hohen Frequenzen beschreiben.
  • können mit Reflexionsfaktoren und S-Parametern Schaltungen auslegen.
  • kennen Modulationsverfahren mit den zugehörigen Schaltungen und können diese Aufbauen sowie die Funktion erläutern.
  • kennen die Multiplexverfahren und können das Funktionsprinzip erläutern und erkennen.

Kurse in diesem Modul

Digitale Systeme:
  • Abtastung
  • Digitale Signale
  • Progarmmiebare Logik
  • System on Chip
  • Synchronisation
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Signalübertragung:
  • leitungsgebundene Übertragungssysteme
  • drahtlose Systeme, Antennen
  • Übertragungskanäle, Leitungstheorie
  • Koax-, Zweidraht, Streifenleitung, Lichtwellenleiter
  • Reflexionsfaktor und S-Parameter
  • Modulationsverfahren und Schaltungen
  • Demodulationsschaltungen
  • Digitale Modulationsverfahren
  • Frequenzmultiplex, Zeitmultiplex, Codemultiplex
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Kontinuierliche und diskrete Regelsysteme:
  • kontinuierliche Regler, Reglerentwurf nach dem symmetrischen Optimum, schaltende Regler, PID-Regler mit Modifikationen, Kompensationsregler, Smith-Prädikator, Wurzelortskurvenverfahren
  • Systemanalyse, Identifikation im Zeitbereich
  • erweiterte Modellbildung für DC-Motoren
  • Optimierungskriterien von Regelkreisen, Integralkriterien
  • Behandlung von Abtastsystemen, Einführung der z-Transformation
  • Beschreibung diskreter Systeme durch Differenzengleichungen
  • diskreter Regler (s/z) mit Anwendung
  • Stabilität diskreter Systeme
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Messelektronik, Sensorik und Messsysteme:
  • Grundlagen (Kalibrierung elektrischer Größen)
  • Messelektronik (Lockin-Verstärker, Rauschanalyse, Abschirmungen)
  • Sensorik (magnetische, elektrische und optische Sensoren, Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren)
  • Energieanalyse
  • Anwendung der FFT-Analyse
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Projekt Elektronische Sensorsystem mit Datenübertragung:
  • Entwicklung einer Systemapplikation
Projekt mit 0 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.