700.761 (23W) Nonlinear Systems: Analysis and Control

Wintersemester 2023/24

Kein Anmeldezeitraum angegeben.

Erster Termin der LV
03.10.2023 16:30 - 18:00 B04a.106 Off Campus
... keine weiteren Termine bekannt

Überblick

Lehrende/r
LV-Titel englisch Nonlinear Systems: Analysis and Control
LV-Art Kurs (prüfungsimmanente LV )
LV-Modell Präsenzlehrveranstaltung
Semesterstunde/n 2.0
ECTS-Anrechnungspunkte 3.0
Anmeldungen 4 (30 max.)
Organisationseinheit
Unterrichtssprache Englisch
LV-Beginn 03.10.2023

Zeit und Ort

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LV-Beschreibung

Intendierte Lernergebnisse

Die Studierenden verfügen über vertieftes Methoden- und Anwendungsverständnis im Bereich der nichtlinearen Systemtheorie. Ergänzend zu ihrem Basiswissen in diesem Fachbereich sind die Studierenden in der Lage, fortgeschrittene Methoden zur System-Modellierung, -Analyse und Reglersynthese anzuwenden.

Lehrmethodik

  Übungen zur Vorlesung 700.760

Inhalt/e

Mathematische Modelle nichtlinearer Systeme, fundamentale Unterschiede zwischen dem Verhalten linearer und nichtlinearer Systeme: Ruhelagen, Grenzzyklen und allgemeine invariante Bereiche im Zustandsraum, Lyapunov-Stabilität, Lyapunov-Funktionen. 

Analyse einfacher nichtlinearer Regelkreise sowie Syntheseverfahren für nichtlineare Regelkreise: Eingangs-Ausgangs-Linearisierung, Control-Lyapunov Funktionen, Integrator Backstepping und passivitäts-basierte Regelung. 

Eine Zusammenfassung von Methoden zur Systembeobachtung nichtlinearer Systeme, im Speziellen: nichtlineare Beobachtbarkeit, nichtlinearer Luenberger Beobachter, erweitertes Kalman Filter und High-gain Observer runden die Vorlesung ab.

Intendierte Lernergebnisse

Students have an in-depth understanding of methods and applications in the field of nonlinear systems theory. Complementing their basic knowledge in this subject area, students are able to apply advanced methods for system modeling, analysis and controller synthesis.

Lehrmethodik

 exercises

Inhalt/e

Mathematical models of nonlinear systems, fundamental differences between the behavior of linear and nonlinear systems: equilibria, limit cycles and general invariant regions in the state space, Lyapunov stability, Lyapunov functions.

Analysis of simple nonlinear control loops and synthesis methods for nonlinear control loops: Input-output linearization, control Lyapunov functions, integrator backstepping, and passivity-based control.

A summary of methods for system observation of nonlinear systems, in particular: nonlinear observability, nonlinear Luenberger observer, extended Kalman filter and high-gain observer completes scope of the lecture.

Prüfungsinformationen

Im Fall von online durchgeführten Prüfungen sind die Standards zu beachten, die die technischen Geräte der Studierenden erfüllen müssen, um an diesen Prüfungen teilnehmen zu können.

Prüfungsmethode/n

Weekly hand-ins. That are graded. No final exam.

Prüfungsinhalt/e

All contents of the course.

Beurteilungskriterien/-maßstäbe

Number of completed exercises. With a minimum of 50% to pass.

Beurteilungsschema

Note Benotungsschema

Position im Curriculum

  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Information and Communications Engineering: Supplements (NC, ASR) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (Anhang 4) ( 0.0h VK, VO, KU / 14.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Technical Complements (NC, ASR) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (Anhang 5) ( 0.0h VK, VO, KU / 12.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Information and Communications Engineering: Supplements (NC, ASR) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (Anhang 4) ( 0.0h VK, VO, KU / 14.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Technical Complements (NC, ASR) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (Anhang 5) ( 0.0h VK, VO, KU / 12.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Autonomous Systems and Robotics: Advanced (ASR) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (siehe Anhang 3) ( 0.0h VK, VO / 30.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 15W.1)
    • Fach: Autonomous Systems and Robotics (WI) (Wahlfach)
      • Wahl aus dem LV-Katalog (siehe Anhang 3) ( 0.0h VK, VO / 30.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)
  • Masterstudium Information and Communications Engineering (ICE) (SKZ: 488, Version: 22W.1)
    • Fach: Autonomous Systems and Robotics: Advanced (Wahlfach)
      • 2.2 Nonlinear Systems: Analysis and Control ( 0.0h KS / 3.0 ECTS)
        • 700.761 Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h KS / 3.0 ECTS)

Gleichwertige Lehrveranstaltungen im Sinne der Prüfungsantrittszählung

Wintersemester 2022/23
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2021/22
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2020/21
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2019/20
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2018/19
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2017/18
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Wintersemester 2016/17
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
Sommersemester 2014
  • 700.761 KU Nonlinear Systems (2.0h / 3.0ECTS)
Sommersemester 2013
  • 700.761 KU Nonlinear Systems (2.0h / 3.0ECTS)
Sommersemester 2012
  • 700.761 KU Nonlinear Systems (2.0h / 3.0ECTS)
Sommersemester 2011
  • 700.761 KU Nonlinear Systems (2.0h / 3.0ECTS)