Vakcode: wb2203
Vaknaam: Systeemtheorie

Vak is vervallen. Zie wb2103 en wb2206

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: