Vorlesung Systemtheorie in der Mechatronik

In den unterschiedlichsten technischen Bereichen, wie z. B. der Mechanik, Verfahrenstechnik oder Elektrotechnik, werden dynamische Systeme untersucht. Das Anliegen der Systemtheorie besteht darin, sich von der funktionsgebundenen Bestimmung eines technischen Gebildes zu lösen und stattdessen zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens Ersatzmodelle zu verwenden. Zur Untersuchung dieser Gebilde können dann unabhängig von deren Abstammung die gleichen leistungsstarken Methoden angewandt werden. Hierzu wird zu Beginn der Vorlesung die mathematische Beschreibung von Systemen (Klassifizierung, Eigenschaften, Zustände) und Signalen vermittelt. Darauf aufbauend wird dann anhand einfacher Beispiele die Modellierung von realen physikalisch-technischen Systemen erläutert. Neben der Vorstellung unterschiedlicher Darstellungsformen von Modellen (Blockschaltbilder, Differentialgleichungen, Übertragungsfunktionen, Zustandsraumdarstellung) werden auch elementare Analysemethoden zu Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit gebracht. Nützliche mathematische Werkzeuge der Systemtheorie sind die Integraltransformationen, also Laplace-, Fourier- und z-Transformation. Auch sie werden in der Vorlesung eingeführt und ihre Bedeutung für Analyse und Entwurf dynamischer Systeme verdeutlicht.

"Systemtheorie in der Mechatronik" ist ein Bachelormodul. Die Lehrveranstaltung wird im Wintersemester gehalten. Nach bestandener Prüfung erhält man 5 ECTS.

Aufbau der Lehrveranstaltung

Vorlesung und Übung umfassen den prüfungsrelevanten Lehrstoff:

  • Vorlesung
    In der Vorlesung werden durch Tafelanschrieb und Beiblätter alle Methoden systematisch aufeinander aufbauend hergeleitet und an Beispielen illustriert.
     
  • Übung
    Der Stoff der Vorlesung wird anhand von Übungsaufgaben geübt und vertieft. Die Übungsblätter werden wöchentlich bereitgestellt. Die Lösungen der Übungsaufgaben werden in der Übung an der Tafel entwickelt.

Die folgenden Veranstaltungen sind Zusatzangebote, die die Studierenden je nach persönlichem Bedarf und Interesse wahrnehmen können:

  • Zusatzübung
    Die Zusatzübung dient der weiteren Vertiefung des Vorlesungsstoffes. Anhand von Zusatzübungsaufgaben, die rechtzeitig vor dem jeweiligen Termin bereitgestellt werden, sollen Themen der Vorlesung und Übung aus anderen Blickwinkeln beleuchtet und gezielt auf Verständnisschwierigkeiten eingegangen werden.
     
  • Vertiefungs- und Literaturübung
    Interessierte Studenten können hier Fragen und Themen zur Diskussion stellen, können den Vorlesungsstoff vertiefen oder über ihn hinausgehen. Prof. Lohmann entwickelt dazu an der Tafel ausführlichere Herleitungen als in der Vorlesung, gibt tiefergehende Informationen und diskutiert die dazugehörige Literatur.
     
  • Repetitorium
    Diskussionsrunde in kleinem Teilnehmerkreis zur
    a) Vertiefung des insbesondere in der Übung vermittelten Lehrstoffes und
    b) Hilfestellung bei der Klausurvorbereitung.