By Ottmar Beucher
Das Buch behandelt die Theorie der Signale und (linearen) Systeme sowie ihrerAnwendungen. Nach einer Einführung anhand von Beispielen aus den verschiedenen Anwendungsgebieten werden die Grundtechniken zur Beschreibung zeitkontinuierlicher linearer zeitinvarianter Systeme und deren Wirkung auf Signale diskutiert. Der Übergang in die digitale Signalverarbeitung wird durch die Herleitung und Diskussion des Abtasttheorems vorbereitet. Anschließend werden die Methoden der Systemtheorie für die digitale Signalverarbeitung vorgestellt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Diskussion der Diskreten Fouriertransformation. Hier stehen insbesondere die Zusammenhänge zwischen DFT/FFT-Spektren und den Spektren der zeitkontinuierlichen Signale im concentration. Die behandelten Methoden werden auf die Verarbeitung stochastischer Signale übertragen und damit für die praktische Anwendung nutzbar gemacht. Der Autor beschreibt zahlreiche reale Beispiele mit echten gemessenen Daten und stellt das fabric sowie die zugehörigen MATLAB-Programme on-line zu Verfügung. Das Buch enthält über a hundred and fifty, in vielen Fällen MATLAB/Simulink-basierte Übungsaufgaben, deren Lösungen in einem eigenen Lösungsband zur Verfügung stehen.
Es eignet sich prinzipiell für Studierende aller ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen und spricht explizit auch die maschinenbaunahen Bereiche an. Aufgrund der ausführlichen Darstellung der Grundlagen ist es jedoch auch für Elektro- und Nachrichtentechniker gewinnbringend nutzbar.
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13: Schaubild eines Drehzahlregelungsprüfstands (oben) und seiner regelungstechnischen Modellierung als Blockschaltbild (unten) [43] mittels Laufzeitmessung von Signalen, auf signaltheoretische Methoden und Begriffe zurück, die im Folgenden behandelt werden. 14 zeigt einen Versuchsaufbau zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit einer (bedruckten) Scheibe (CD). Zwei kurz nacheinander über der Scheibe platzierte Infrarotsensoren tasten die Oberfläche der Scheibe ab. Die reflektierten Signale repräsentieren dabei zeitversetzt die (prinzipiell gleiche) Oberflächenstruktur der Scheibe.
Man erkennt an dem vorgestellten Beispiel, dass sich die Begriffswelten der Regelungstechnik und der Signal- und Systemtheorie größtenteils überschneiden, da einer Systemregelung im Allgemeinen eine System- und Signalanalyse vorausgehen muss. 13, um lineare oder linearisierte Systeme, sodass die Methoden der (linearen) Systemtheorie Anwendung finden. Die Regelungstechnik bedient sich daher zum großen Teil der Methoden und Begriffe, die im Folgenden beschrieben werden. Ebenso greifen gewisse messtechnische Verfahren, wie etwa die Korrelationsmesstechnik zur Bestimmung von Abständen und Geschwindigkeiten 14 Kapitel 1: Einführungsbeispiele und grundlegende Begriffe Vergaser Verbrennungsmotor Leistungsbremse Kupplung elektronisches Gaspedal System Gaspedal I nsoll Regler αs Regler System Vergaser TGP KM αi Drehzahl -Istwert MM Drehzahl -Sollwert System Motor/Leistungsbremse ML I/J 1/(2π) ϕ˙ − KR nist Abb.
Bei A/D-Wandlern aus Gründen der einfacheren technischen Realisierung immer der Fall). Daher ist es üblich, das Signal sofort als Funktion s : Z −→ W und die einzelnen Signalwerte als s(n), s[n] oder auch sn zu schreiben. Das Zeitmaß T wird dabei implizit vereinbart. Die Zulassung negativer Zeitpunkte ist analytisch zweckmäßig. Man lässt daher negative Zeiten zu und vereinbart, dass Signale grundsätzlich zu allen Zeiten, das heißt auf der ganzen reellen (Zeit-)Achse, definiert sind. Die Unterscheidung zwischen „kontinuierlich“ und „diskret“ gibt es jedoch nicht nur für den Zeitbereich.