Signaler og lineære systemer i kontinuert tid
Overordnede kursusmål
Det er kursets overordnede mål at gøre den studerende i stand til at opstille matematiske modeller for simple lineære elektriske AC-kredsløb og bruge disse modeller til at karakterisere og forbedre systemernes egenskaber i både tidsdomænet, Fourier-domænet og Laplace-domænet. Anvendelser fokuserer på måletekniske kredsløb indeholdende en AC-koblet instrumenteringsforstærker samt lav- og højpasfiltre til forstærkning af et ønsket AC signal og undertrykkelse af sekundære DC og AC signaler.
See course description in English
Læringsmål
- identificere og kategorisere deterministiske/stokastiske, analoge/digitale, kausale/nonkausale, periodiske/aperiodiske signaler, og signaler med endelig energi/effekt.
- identificere og kategorisere systemer med hensyn til linearitet, stabilitet, kausalitet, tidsinvarians og orden.
- analysere lineære fysiske systemer og opstille tilhørende matematiske modeller.
- undersøge styrker og svagheder ved et system- eller filterdesign ved brug af systemets differentialligning, overføringsfunktion, frekvenskarakteristik og pol/nulpunkt-diagram og konvertere mellem disse repræsentationsformer.
- anvende Fourier- og Laplace-transformationerne samt redegøre for deres matematiske egenskaber og forudsætningerne for deres anvendelse.
- beregne udgangssignaler for kendte indgangssignaler ved hjælp af foldning og ved hjælp af Fourier- og Laplacetransformation.
- beregne impuls-, trin- og ramperespons og deres respektive stationære fejl.
- beregne deterministiske signalers amplitudespektrum og fasespektrum og forudsige deres symmetriegenskaber.
- undersøge og redegøre for indflydelsen af dæmpningsfaktoren og den udæmpede resonansfrekvens på polplacering, steprespons og amplitudekarakteristik for 2. ordens systemer.
- identificere et systems differentialligning og overføringsfunktion baseret på en given frekvenskarakteristik ved brug af Bode plot.
- designe overføringsfunktionen for filtre af Butterworth typen på basis af en sensitivitetsanalyse.
- anvende computerbaserede værktøjer og generativ kunstig intelligens som læringsredskaber til signal- og systemanalyse, herunder til at undersøge, validere og kritisk vurdere egne matematiske udledninger og modeller.
Kursusindhold
Dette kursus beskæftiger sig med signaler og lineære systemer i kontinuert tid. Repetition af elektrisk kredsløbsteori, klassifikation af signaler og systemer, udledning og løsning af systemligninger, impuls/step respons, foldning, Fourier transformation af aperiodiske og periodiske signaler, amplitude- og fasespektre, Bode plot, pol-nulpunktdiagrammer, impuls/step respons bestemmelse vha. Laplace transformation, Butterworth filtre, frekvensskalering, impedansskalering samt brug af Python/Maple og programmer til kredsløbssimulering.
Undervisningsform
Forelæsninger, grupperegning, computerøvelser.
Fakultet
Bemærkninger
Kurserne 22050, 22051 og 22052 udgør et specialiseringsforløb inden for signalbehandling og bør tages i nævnte rækkefølge. AI indgår som læringsredskab i kurset, men benyttes ikke ved eksamen. Repetition af teori faciliteres i forudoptagede videoer og frivillige quizzer. Diskussionsværktøjet i DTU Learn bruges som Question and Answer platform.
Pladsbegrænsning
Minimum 10.
Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav for antal deltagere for at kunne oprettes. Du får besked om, hvorvidt kurset oprettes senest 8 dage før kursusstart.



