Die Systemtheorie ist die Grundlage vieler Gebiete der Elektro- und Informationstechnik, etwa der Nachrichtentechnik, der Regelungstechnik, der digitalen Signalverarbeitung und der Hochfrequenztechnik. Sie erweist sich als ein mächtiges Werkzeug des Ingenieurs sowohl zur Analyse, als auch zur Synthese von Systemen und ermöglicht ein Verständnis durch Abstraktion auf wesentliche Eigenschaften und Zusammenhänge.

Die Vorlesung ist eine elementare Einführung in die Signal- und Systemtheorie. Begonnen wird mit der Beschreibung diskreter Signale und Systeme mittels der z-Transformation. Damit wird erreicht, dass schnell und mit einfacher Mathematik in die Problematik der Systemtheorie eingeführt werden kann. Danach werden die erforderlichen mathematischen Grundlagen für die Beschreibung analoger Signale und Systeme bereitgestellt. Die im diskreten Fall benutzten Methoden der Systemtheorie werden dabei wiederholt und auf den kontinuierlichen Fall erweitert. Es wird die Fourier-Transformation als zentrales Werkzeug im Detail eingeführt und Methoden zur Systemanalyse im Zeit- und Frequenzbereich erörtert. Darauf aufbauend wird der Zusammenhang von analogen und diskreten Signalen mit Hilfe des Abtasttheorems erläutert. Im Anschluss wir die Laplace-Transformation als Erweiterung der Fourier-Transformation behandelt und diese auf lineare passive Netzwerke angewandt. Die Vorlesung schließt mit einer Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung und in die Theorie stochastischer Signale.

• Einfürung
• Diskrete Signale
• Diskrete LTI-Systeme (FIR, IIR)
• z-Transformation
• Stabilität, Pol-Nullstellendiagramme
• Distributionen, insbesondere der Dirac-Impuls
• Kontinuierliche Signale
• Kontinuierliche LTI-Systeme
• Eigenfunktionen
• Fourier Transformation
• Hilberttransformation
• Spektren von Folgen, Fourierreihen; Zusammenhänge zwischen den Transformationen
• Abtasttheorem
• Diskrete Fouriertransformation
• Laplace Transformation
• Anwendung auf RLC-Netzwerke
• Bode-Diagramm
• Diskrete und Kontinuierliche Wahrscheinlichkeitstheorie; Gaussches Rauschen
• Stochastische Prozesse, Stationarität, Ergodizität
• LTI-Systeme mit stochastischer Erregung

• T. Frey, M. Bossert: Signal- und Systemtheorie. B.G. Teubner Verlag, 2004.
• R. Unbehauen: Systemtheorie 1: Allgemeine Grundlagen, Signale und lineare Systeme im Zeit- und Frequenzbereich. Oldenbourg Verlag, 8. Auflage, 2002.
• B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger: Einführung in die Systemtheorie. B.G. Teubner, Stuttgart, 1997.
• H.W. Schüßler: Netzwerke, Signale und Systeme 2 - Theorie Kontinuierlicher und diskreter Signale und Systeme. Springer Verlag, Berlin, 3. Auflage, 1991.
• N. Fliege: Systemtheorie. B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, 1991.
• J.R. Ohm. H.-D. Lüke: Signalübertragung. Springer Verlag 8. Auflage, 2002.
• K.D. Kammeyer, V. Kühn: Digitale Signalverarbeitung, B.G. Teubner, Stuttgart, 1998.
• O. Föllinger: Laplace- und Fourier-Transformation, Hüthig Buch Verlag 5. Auflage, Heidelberg, 1990.
• G. Doetsch: Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace- und der z-Transformation. Oldenbourg, München, 1981.
• E. Hänsler: Statistische Signale, Grundlagen und Anwendungen. Springer Verlag, Berlin, 2001.
• J.F. Böhme: Stochastische Signale, B.G. Teubner, Stuttgart, 1998.

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• Übung 1 ( 26.10. | Lösung )
• Übung 2 ( 02.11. | Lösung ) <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys ergaenzung_uebung2.pdf download>Ergänzung (wird zu Beginn der nächsten Übung am 09.11 erläutert.)
• Übung 3 ( 09.11. | Lösung )
• Übung 4 ( 16.11. | Lösung )
• Übung 5 ( 23.11. | Lösung )
• Übung 6 ( 30.11. | Lösung ), korrigierte Version vom 13.12.
• Übung 7 ( 07.12. | Lösung )
• Übung 8 ( 14.12. | Lösung )
• Übung 9 ( 21.12. | Lösung ), korrigierte Lösung der Aufgabe 9.2a vom 8.3.
• Übung 10 ( 11.01. | Lösung )
• Übung 11 ( 18.01. | Lösung )
• Übung 12 ( 24.01. | Lösung )
• Übung 13 ( 01.02. | Lösung )
• Übung 14 ( 08.02. | Lösung )
• Übung 15 ( 14.02. | Lösung )

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• Tutorium 1 ( KW 44 | Lösung )
• Tutorium 2 ( KW 45 | Lösung ) korrigiert am 5.11.
• Tutorium 3 ( KW 46 | Lösung )
• Tutorium 4 ( KW 47 | Lösung )
• Tutorium 5 ( KW 48 | Lösung )
• Tutorium 6 ( KW 49 | Lösung )
• Tutorium 7 ( KW 50 | Lösung )
• Tutorium 8 ( KW 51 | Lösung )
• Tutorium 9 ( KW 02 | Lösung )
• Tutorium 10 ( KW 03 | Lösung )
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys tutorium_11.pdf download>Tutorium 11 ( KW 04 | <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys loesung_tutorium_11.pdf download>Lösung )
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys tutorium_12.pdf download>Tutorium 12 ( KW 05 | <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys loesung_tutorium_12.pdf download>Lösung )
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys tutorium_13.pdf download>Tutorium 13 ( KW 06 | <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys loesung_tutorium_13.pdf download>Lösung )
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys tutorium_14.pdf download>Tutorium 14 ( KW 07 | <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys loesung_tutorium_14.pdf download>Lösung )

Die Tutorien am Donnerstag beginnen bereits in der 43. Kalenderwoche. Am 1. November finden keine Tutorien statt.

Die Tutorien am Dienstag und Mittwoch starten in der 44. Kalenderwoche.

• Dienstag, 12:00 bis 14:00 Uhr, Raum 45.2.101, Tutor: Simon Hartmann
• Dienstag, 12:00 bis 14:00 Uhr, Raum 43.2.102, Tutor: Simon Appel
• Dienstag, 16:00 bis 18:00 Uhr, Raum 43.2.101, Tutor: Patrick Vogelmann
• Mittwoch, 16:00 bis 18:00 Uhr, Raum 43.2.103, Tutor: Martin Geiger
• Donnerstag, 14:00 bis 16:00 Uhr, Raum 43.2.101, Tutor: Karsten Harder
• Donnerstag, 16:00 bis 18:00 Uhr, Raum 45.2.102, Tutor: Simon Appel

Im Rahmen von Matlab-Projektaufgaben soll der Inhalt der Vorlesung vertieft und geübt werden. Die Bearbeitung des Projekts erfolgt selbständig. Für Fragen stehen die Tutoren zur Verfügung.

Zeitplan für die Bearbeitung:

• Projekt 1 bis 02.11.
• Projekt 2 bis 23.11.
• Projekt 3 bis 07.12.
• Projekt 4 bis 11.01.
• Projekt 5 bis 25.01.
• Projekt 6 bis 15.02.

• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys sigsysmatlab_teil1.pdf download>Projekt 1, Projekt 2 und Matlab-Referenz
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys sigsysmatlab_teil2.pdf download>Projekt 3
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys sigsysmatlab_teil3.pdf download>Projekt 4
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys sigsysmatlab_teil4.pdf download>Projekt 5
• <link fileadmin website_uni_ulm iui.inst.125 teaching lectures sigsys sigsysmatlab_teil5.pdf download>Projekt 6