Optimale Regel- und Schätzverfahren

„Optimale Regel- und Schätzverfahren” ist ein Modul des berufsbegleitenden Masterstudiengangs Elektrotechnik – Elektronische Systeme und Management (M.Eng), das unabhängig vom Masterstudiengang besucht werden kann. Es besteht aus den Lehrveranstaltungen „Regelungssysteme“ und „Signal- und Spektralschätzung“.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls erhalten Sie ein Certificate of Advanced Studies (CAS) der Hochschule Karlsruhe im Umfang von 6 ECTS.

Im Zertifikatsstudium erlernen Sie optimale Verfahren der Regelungstechnik sowie diese zur Signal- und Parameterschätzung auf konkrete Aufgabenstellungen anzuwenden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf modernen Algorithmen und Verfahren und der praktischen Anwendung.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Viele der Entwurfsverfahren in der klassischen Regelungstechnik und Systemtheorie beruhen auf heuristischen Ansätzen. Im Gegensatz dazu führen moderne Verfahren zu einer einzigen, unter gegebenen Randbedingungen optimalen Lösung. Im Modul werden moderne Schätz- und Entwurfsverfahren eingeführt, mit dem Ziel des allgemeinen Verständnisses und weniger der algorithmischen Details, um Ihre Methodenkompetenz zu stärken.
 

Studieninhalte

Folgende Inhalte werden im Modul behandelt:

• Grenzen rückgekoppelter Systeme, Bode's Integralformel
• Robustheitsanalyse
• Erweiterung der Standrad-PID-Regelungen: Systeme mit zwei Freiheitsgraden, Notch-Filter in der Rückkopplung
• Modellierung von Regelungssystemen: Modellierung zeitkontinuierlicher Systeme, Zustandsraumdarstellung, MIMOSysteme, kanonische Normalform, Äquivalenzen und Transformationen
• Digitale Regelung: Abtastung und Rekonstruktion von Signalen, Methoden zur Transformation zeitkontinuierlicher Systeme in zeitdiskrete Systeme
• Moderne Regelungstechnik: Regelbarkeit, Beobachtbarkeit, Luenberger-Beobachter, LQR/LQG
• Regelung großer verteilter Systeme
• DFT-basierte Methoden der Spektralschätzung
• Parametrische Modelle für Zufallsprozesse
• AR-Modelle, Yule-Walker-Gleichung, Levinson-Durbin-Rekursion
• Spektralschätzung und Prädiktion
• Lattice-Filter, Methode von Burg
• Unterraummodelle
• Methoden von Pisarenko, MUSIC, ESPRIT

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