Inhalte

Die Erfassung, Beschreibung und Verarbeitung analoger und digitaler Messsignale spielt in vielen Anwendungen des Maschinenbaus eine entscheidende Rolle. In praktischen Übungen des Moduls werden wesentliche Methoden der Signalverarbeitung eingeführt und mithilfe von Beispielen aus der Fertigungsmesstechnik veranschaulicht. Im Rahmen von praktischen Übungen werden außerdem grundlegende Geräte zur Signalerzeugung und -verarbeitung wie Oszilloskop und Funktionsgenerator sowie die Einbindung von Sensoren in LabView zur Veranschaulichung eingesetzt.

1. Einführung und Begriffe: Signalbegriff,  Arten und Kategorien von Signalen, Beschreibung analoger und digitaler Messsignale im Zeitbereich, Signalbeschreibung mit Elementarfunktionen, Folgen

2. Beschreibung analoger Signale im Frequenzbereich: Fourierreihe, Fouriertransformation, Autokorrelation, spektrale Leistungsdichte, Hilbert-Transformation

3. Messung und Verarbeitung analoger Sensorsignale: Strom- und spannungsrichtige Schaltungen Analoge Messgeräte, analoge Filter, Trägerfrequenzverstärker, analoge Signalverarbeitung mit Operationsverstärkern, Wechselstrommessbrücken, Massefreier Sensor, Instrumentenverstärker Analoges Oszilloskop, Analoger Funktionsgenerator  

4. Analog-Digital-Wandlung und Beschreibung digitaler Signale im Frequenzbereich: A/D-Umsetzung, Abtast-Halteglied, Quantisierung, zeitdiskrete Fourierreihe, DTFT, Abtasttheorem, Over-Sampling, Down-Sampling, DFT, Z-Transformation

5. Messung und Verarbeitung digitaler Signale: zeitdiskrete Schätzung von Leistungsdichtespektren, Strukturfunktion, digitale Filter, Entwurf digitaler Filter, Bus-Systeme und Einbindung in Lab-View, Signaldetektion, Statistische Analyse und Modellierung von Signalen, ARMA-Modelle, Prediction Error, Maximum-Likelihood-Schätzung, Digitalmultimeter, Digitaloszilloskop

6. Einführung in die morphologische Bildverarbeitung: Morphologische Grundoperationen -Dilatation, Erosion, Öffnung, Schließung, Houghtransformation, Segmentierungsverfahren, Sobelfilter, Wasserscheidentransformation

Die Vorlesung wird durch integrierte Übungen mit praktischen Beispielen in Matlab, Labview sowie unter Anwendung von Geräten zur Signalerzeugung und -verarbeitung ergänzt.

Kompetenzen:

Die Studierenden sind in der Lage

- Grundbegriffe der Signalverarbeitung wiederzugeben und zu erklären
- Analoge und digitale Signale im Zeit- und Frequenzbereich zu beschreiben und zu analysieren
- Methoden der analogen Signalverarbeitung zu beschreiben und anzuwenden
- Methoden der digitalen Signalverarbeitung zu beschreiben und anzuwenden
- Begriffe der morphologischen Signalverarbeitung wiederzugeben und grundlegende Methoden

anzuwenden

Empfohlene Vorkenntnisse:

Mess- und Regelungstechnik, Grundkenntnisse in Elektrotechnik

Infos

Umfang: 3SWS (2V + 1Ü), 4 ECTS-Punkte

Prüfung: mündliche (15-30 Min.) oder schriftliche (90-120 Min.) Prüfung am Ende jedes Semesters möglich

Studiengänge: M.Sc. Technophysik, M.Sc. Computational Engineering, M.Sc. Maschinenbau mit angewandter Informatik, M.Sc. Produktionstechnik, weitere interessierte Studierende

Sprechstunde

Nach Terminvereinbarung mit den Betreuern.