Advanced System Theory

Modul Module	Fortgeschrittene Systemtheorie Advanced System Theory
Modulnummer / Module number	M.048.92001
Workload (h)	180
Leistungspunkte / Credits	6
Turnus / Regular cycle	Wintersemester / winter semester
Studiensemester / Semester number	1-3
Dauer (in Sem.) / Duration (in sem.)	1
Unterrichtssprache / Teaching Language	Englisch / English

1 Modulstruktur / Module structure
L.048.27018 Advanced System Theory: 2V + 2Ü (60 h / 120 h / WP / 50) / L.048.92001 Advanced System Theory: 2L + 2Ex (60 h / 120 h / C / 100)

2 Wahlmöglichkeiten innerhalb des Moduls / Options within the module
Keine / none

3 Teilnahmevoraussetzungen / Admission requirements
Voraussetzung sind Grundkenntnisse von Differentialgleichungen, linearer Algebra und Laplace-Transformation, wie sie in einer typischen Systemtheorie-Vorlesung auf Bachelor Niveau behandelt werden. _{Hinweis: Soweit nicht anders angegeben, handelt es sich hierbei um Empfehlungen.} Prerequisites are a basic understanding of differential equations, linear algebra, and Laplace transforms, as they are covered in a typical undergraduate course on system theory. _{Information: Unless otherwise specified, these are recommendations.}

Voraussetzung sind Grundkenntnisse von Differentialgleichungen, linearer Algebra und Laplace-Transformation, wie sie in einer typischen Systemtheorie-Vorlesung auf Bachelor Niveau behandelt werden.
_{Hinweis: Soweit nicht anders angegeben, handelt es sich hierbei um Empfehlungen.}

Prerequisites are a basic understanding of differential equations, linear algebra, and Laplace transforms, as they are covered in a typical undergraduate course on system theory.
_{Information: Unless otherwise specified, these are recommendations.}

4 Inhalte / Contents
Kurzbeschreibung / Short Description Aufbauend auf einem Systemtheorie Kurs im Bachelor Studium untersucht dieser Kurs das dynamische Verhalten von linearen Systemen mit größerem mathematischem Tiefgang. Der Kurs richtet sich in erster Linie an Studenten der Ingenieurwissenschaften, er kann aber auch für Studenten der Physik und anderer Naturwissenschaften von Nutzen sein. Building on an undergraduate system theory course, this course studies the dynamical behavior of linear systems with greater mathematical rigor. The course is primarily intended to serve students in engineering, but it can also be useful to students in physics and other natural sciences.
Inhalt / *Contents* Systemmodelle und Differentialgleichungen, Zustandsraum- und I/O-Beschreibungen, Zusammenhang zwischen internen und externen Beschreibungen, Antwort zeitkontinuierlicher und -diskreter Systeme, Stabilität, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Zustandsraumrealisierungen von externen Beschreibungen, Systeme mit Rückkopplung System models and differential equations, state-space and I/O descriptions, relations between internal and external descriptions, response of continuous- and discrete-time systems, stability, controllability, observability, state-space realizations of external descriptions, feedback systems

Kurzbeschreibung / Short Description

Aufbauend auf einem Systemtheorie Kurs im Bachelor Studium untersucht dieser Kurs das dynamische Verhalten von linearen Systemen mit größerem mathematischem Tiefgang. Der Kurs richtet sich in erster Linie an Studenten der Ingenieurwissenschaften, er kann aber auch für Studenten der Physik und anderer Naturwissenschaften von Nutzen sein.

Building on an undergraduate system theory course, this course studies the dynamical behavior of linear systems with greater mathematical rigor. The course is primarily intended to serve students in engineering, but it can also be useful to students in physics and other natural sciences.

Inhalt / Contents

Systemmodelle und Differentialgleichungen, Zustandsraum- und I/O-Beschreibungen, Zusammenhang zwischen internen und externen Beschreibungen, Antwort zeitkontinuierlicher und -diskreter Systeme, Stabilität, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Zustandsraumrealisierungen von externen Beschreibungen, Systeme mit Rückkopplung

System models and differential equations, state-space and I/O descriptions, relations between internal and external descriptions, response of continuous- and discrete-time systems, stability, controllability, observability, state-space realizations of external descriptions, feedback systems

5 Lernergebnisse und Kompetenzen / Learning outcomes and competences
Nach dem Besuch dieser Veranstaltung sind die Studenten mit den wichtigsten Konzepten und Ergebnissen der linearen Systemtheorie vertraut. Studenten werden das Vertrauen entwickeln, mathematische Probleme in Analyse und Design lösen zu können. Dieser Kurs soll ihnen Intuition und Gespür für das dynamische Verhalten linearer Systeme vermitteln, auf das sie später zurückgreifen können. Dieser Kurs behandelt Material in ausreichender Breite, so dass Studenten ein klares Bild vom dynamischen Verhalten linearer Systeme, einschließlich ihrer Leistungsfähigkeit und Grenzen, bekommen. Dadurch können Studenten die Theorie in anderen Gebieten anwenden. After attending this course, students will be familiar with the most important concepts and results in linear system theory. Students will develop confidence in their ability to solve mathematical problems of analysis and design. Many of their timeless insights and intuitions about the dynamical behavior of systems will be drawn from this course. This course presents material broad enough so that students will have a clear understanding of the dynamical behavior of linear systems, including their power and limitations. This will allow students to apply the theory to other fields.

Nach dem Besuch dieser Veranstaltung sind die Studenten mit den wichtigsten Konzepten und Ergebnissen der linearen Systemtheorie vertraut. Studenten werden das Vertrauen entwickeln, mathematische Probleme in Analyse und Design lösen zu können. Dieser Kurs soll ihnen Intuition und Gespür für das dynamische Verhalten linearer Systeme vermitteln, auf das sie später zurückgreifen können.
Dieser Kurs behandelt Material in ausreichender Breite, so dass Studenten ein klares Bild vom dynamischen Verhalten linearer Systeme, einschließlich ihrer Leistungsfähigkeit und Grenzen, bekommen. Dadurch können Studenten die Theorie in anderen Gebieten anwenden.

After attending this course, students will be familiar with the most important concepts and results in linear system theory. Students will develop confidence in their ability to solve mathematical problems of analysis and design. Many of their timeless insights and intuitions about the dynamical behavior of systems will be drawn from this course.
This course presents material broad enough so that students will have a clear understanding of the dynamical behavior of linear systems, including their power and limitations. This will allow students to apply the theory to other fields.

6 Prüfungsleistung / Assessments
Modulabschlussprüfung / Final modul exam Klausur oder mündliche Prüfung oder Referat / 120-180 min oder 30-45 min oder 30 min / 100% Written or Oral Examination or Presentation / 120-180 min or 30-45 min or 30 min / 100%

7 Studienleistung, qualifizierte Teilnahme / Study achievment
Keine / None

8 Voraussetzungen für die Teilnahme an Prüfungen / Prerequisites for participation in examinations
Keine / None

9 Voraussetzungen für die Vergabe von Credits / Prerequisites for assigning credits
Die Vergabe der Leistungspunkte erfolgt, wenn die Modulabschlussprüfung (MAP) bestanden ist. The credit points are awarded after the module examination (MAP) was passed.

10 Gewichtung für Gesamtnote / Weighing for overall grade
Das Modul wird mit der Anzahl seiner Credits gewichtet (Faktor 1). The module is weighted according to the number of credits (factor 1).

11 Verwendung in Studiengängen / Reuse in degree courses
EMA, WGMAET, CEMA, ESEMA, MA LABKET EMA, WGMAET, CEMA, ESEMA, MA LABKET

12 Modulbeauftragte(r) / Module coordinator
Schreier, Peter, Prof. Dr.

13 Sonstige Hinweise / Other notes
Modulseite / Module Homepage http://sst.upb.de/teaching
Methodische Umsetzung / Implementation Vorlesung mit Übung (teilweise mit Simulationen am Rechner) Lectures and exercises (including some computer simulations)
Lernmaterialien, Literaturangaben / *Teaching Material, Literature* Handouts and tutorial questions; literature references will be given in the first lecture

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