Signal- und Systemanalyse

Modellbildung, Simulation, Visualisierung
Erstauflage 2019
ISBN: 978-3-9820650-2-1
Verlag: iMath

Buch, Deutsch, 196 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 240 mm, Gewicht: 422 g

Dieses Buch gibt eine Einführung in die Modellierung linearer Systeme, in Simulationsmethoden zur Lösung der zugehörigen Modellgleichungen und in Visualisierungstechniken zur Interpretation der Frequenzanalyse unter Verwendung des Computerprogramms Maple: Ausgehend von der Modellierung von Stromkreisen, die aus R- (Widerständen), L- (Induktivitäten) oder C- (Kondensatoren) Bauteilen bestehen, stellen wir eine Beschreibung zur Modellierung von Schaltungen vor, die aus beliebig vielen R-, L- bzw. C- Elementen bestehen. Wir modellieren das Zeitverhalten der elektrischen und auch mechanischen Systeme, indem wir sie durch gewöhnliche Differentialgleichungen beschreiben. Mit Hilfe von Maple lösen wir diese Differentialgleichungen numerisch, um so z.B. die Impulsantwort für die Systeme zu erhalten. Schließlich führen wir eine Frequenzanalyse dieser Systeme mit der Fourier-Transformation durch. Mit Hilfe mathematischer Algorithmen wie der FFT identifizieren wir das Frequenzverhalten der Systeme. Wieder visualisieren wir die Ergebnisse und können so Zusammenhänge der Frequenzanalyse und Systemtheorie identifizieren: Impulssignal, Impulsantwort, Übertragungsfunktion und Systemfunktion.

Zielgruppe

Studierende technischer Studiengänge
Praktiker

Autoren/Hrsg.

Westermann, Thomas

Über Autor(innen)

Westermann, Thomas
Professor Thomas Westermann studierte an der Universität Konstanz Mathematik und Physik mit Diplomabschluss in Mathematik. Die Schwerpunkte seines Studiums lagen in der Angewandten Mathematik. Er promovierte 1988 im Bereich der Modellbildung und Simulation in der Computerphysik. Seit 1993 ist er Professor für Angewandte Mathematik und Computersimulation an der Hochschule Karlsruhe. Für sein didaktisches Konzept mit Maple wurde der Autor mit dem G.A. Müller-Preis der Hochschule ausgezeichnet und er erhielt den Lehrpreis des Landes Baden-Württemberg auch für seine didaktisch hervorragenden Lehrbücher.