Vakcode: wb2203
Vaknaam: Systeemtheorie
Het betreft een College
TUD studiepunten: 3
ECTS studiepunten: 5 |
Faculteit
der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek |
Docent(en):
Wieringa, dr.ir. P.A. |
Tel.:
015-2785763 |
Trefwoorden:
Lineairiteit, Tijd(on)afhankelijkheid, Causaliteit van systemen. Continue en discrete
signalen en systemen. Convolutiebewerking
(integraal van Duhamel). Impulsresponsie, Fourier-reeks (discrete en continue
periodieke signalen).
Fourier en Laplace transformatie. Proces-, Blok-,
Signaalstroom-, en Compartimenten Schema's. Proportioneel systeem, Integrator,
Differentiator, Systeem met Looptijd samengestelde systemen (1e, en 2e orde systemen).
Overdrachtsfunkties, Bode-en Nyquist diagrammen. Toestandsmodel. Filteren en bemonsteren
(sampelen) |
Cursusjaar:
2
Dimester: 0/0/4/0
Coll.uren p/w: 4
Andere uren: zie opm.
Toetsvorm: Schriftelijk
Tentamenperiode: 3, 4
(zie jaarindeling) |
Voorkennis: wi101wb, wi201wb, wb2100 |
Wordt
vervolgd door: wb2204 |
Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:
Het college is in een aantal blokken opgedeeld
waarbij ieder blok van verschillende delen van het boek en dictaat gebruik maakt.
Allereerst worden de fundamentele begrippen Systeem
en Signaal geVntroduceerd voor Continue en Discrete systemen. De impuls-responsie
als karakterisering van Lineaire, Tijdonafhankelijke Systemen (LTI-Systemen) wordt
geVntroduceerd. De convolutie-eigenschap van systemen en signalen (Integraal van
Duhamel) wordt uitvoerig besproken. Causaliteit, Stabiliteit,
Dynamica (geheugen), Lineariteit, Gedistribueerd vs. Geconcentreerde
systeemeigenschappen worden besproken. In het volgende blok worden mathematische
gereedschappen aangedragen om signalen te beschrijven. Hieronder vallen de bepaling en
eigenschappen van de Fourierreeks van continue en discrete periodieke signalen,
inclusief de convergentie criteria. Daarna wordt de Fouriertransformatie behandeld
van a-periodieke en periodieke signalen met de eigenschappen t.a.v. Lineariteit,
Symmetrie, Schaling in tijd en frequentie domein, differentiatie en integratie,
dualiteit, convolutie, en de Parseval's relatie. Ter
veralgemenisering van het transformatiebegrip wordt de Laplace Transformatie
(een- en tweezijdig) behandeld met de eigenschappen. Pool- en Nulpunt-plaatsing
komt ter sprake. Het volgende blok behandelt technieken en methoden om systemen (grafisch)
weer te geven zoals: Processchema's, Blokschema's, Signaalstroomschema's,
Bondgrafen, Compartimenten modellen. Voor de elementaire systemen (proportionele
versterker, Integrator, Differentiator, en Systemen met Looptijd),
en enkele samengestelde systemen (Eerste-orde Systeem met en zonder looptijd, Tweede-orde
Systeem) worden Bode-diagrammen, Nyquist-diagrammen afgeleid en
vergeleken met de impuls-responsie en frequentie-responsie. Er wordt op
gewezen hoe de diagrammen van deelsystemen en samengestelde systemen samenhangen
bijvoorbeeld bij een teruggekoppeld eerste orde systeem of voorwaarts gekoppeld
systeem. Tenslotte wordt in een blok enkele speciale systemen en technieken behandeld.
Het begrip Filteren van signalen als gevolg van de eigenschap van apparatuur
tijdens het meten en eventueel om ongewenste ruis te elimineren, wordt duidelijk gemaakt. Signaal
bemonstering of Sampelen wordt eveneens behandeld in het kader van het meten
van continue signalen m.b.v. moderne meetapparatuur. Het ligt in de bedoeling het college
af te sluiten met een 'bijzondere onderwerpen' college waarbij voorbeelden m.b.t.
de systeem- en signaalbeschrijving het verleden en heden worden besproken in verschillende
vakgebieden. |
College
materiaal:
Leidraad Systeemtheorie (curriculum
96/97), Peter A. Wieringa, DUM, Delft, 1996. De Leidraad refereert naar de volgende
boeken:
Jackson, L.B. Signals,Systems,and Transforms
(Addison-Wesley 1991), en Oppenheim, A.V., Willsky, A.S., with Young Signals and Systems,
Prentice Hall, 1983). |
Referenties
vanuit de literatuur:
Vele referenties zijn beschikbaar in de Centrale
Bibliotheek. |
Opmerkingen
(Specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):
Overige contacturen: 1 week voor het tentamen: 2 uur
voorbeelden; 1 dag na het tentamen: 1 uur nabespreking van tentamen (moeilijkheden,
beoordeling).
Tentamen: schriftelijk, multiple choice, 20 vragen
met elk 5 alternatieven. Eén vraag kan nader gemotiveerd worden op een afzonderlijk vel
en wordt, indien goed beantwoord, gebruikt om, in geval de score een 5 is, het cijfer naar
een 6 af te ronden. Elk curriculum wordt een nieuwe opzet van het college overwogen. |
Doel:
Fundamenteel begrip van (werktuigkundige) systemen
en signalen en van de ingenieurstechnieken om systemen en signalen te beschijven en te
bewerken. |
Computer
gebruik:
Nog niet overwogen maar gebruik van MATLAB is
mogelijk en wordt in de literatuur veel gebruikt. |
Practicum: |
Ontwerp
component: |
Percentage
ontwerponderwijs: |