700.761 (24W) Nonlinear Systems: Analysis and Control

Wintersemester 2024/25

Beginn der Anmeldefrist
30.08.2024 00:00

Erster Termin der LV
01.10.2024 15:15 - 16:45 B04.1.06 On Campus
Nächster Termin:
08.10.2024 15:15 - 16:45 B04.1.06 On Campus

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 0 (30 max.)
Organisationseinheit
Unterrichtssprache Englisch
LV-Beginn 01.10.2024

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.

Erwartete Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in System und Regelungstechnik sowie mit MATLAB

Curriculare Anmeldevoraussetzungen

keine

Literatur

siehe 700.760

Link auf weitere Informationen

siehe 700.760

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.

Erwartete Vorkenntnisse

Basic knowledge in systems theory and automatic control as well as experience with MATLAB

Curriculare Anmeldevoraussetzungen

none

Literatur

see 700.760

Link auf weitere Informationen

see 700.760

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

immanent & schriftlich (Hausübung)

Prüfungsinhalt/e

Übungsinhalte und deren Implementation in MATLAB

Beurteilungskriterien/-maßstäbe

standard

Prüfungsmethode/n

immanent and written (homework)

Prüfungsinhalt/e

topics of exercise and its MATLAB implementation

Beurteilungskriterien/-maßstäbe

standard

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 2023/24
  • 700.761 KS Nonlinear Systems: Analysis and Control (2.0h / 3.0ECTS)
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)