Stand 15.4.2011
KIT Universitt des Landes Baden-Wrttemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz- Gemeinschaft
Fakultt fr Elektrotechnik und Informationstechnik
Modulbeschreibungen
Karlsruher Institut fr Technologie
Name Felder und Wellen
Nummer 23055
Begleitende bung 23057Dozent/ Institut Prof. Trommer / ITEECTS 6 + 3SWS 4 + 2Semester WintersemesterBachelor/ Master BachelorPflichtfach BachelorVoraussetzungen keine
Lernziele Ziel ist die Vermittlung theoretischer Grundlagen Kurzbeschreibung Lehrveranstaltung
Grundlagenvorlesung Felder & Wellen. Schwerpunkte der Vorlesung sind die formalen, methodischen und mathematischen Grundlagen zum Verstndnis und der Berechnung elektromagnetischer Felder sowie deren Wellenausbreitung.
Kurzbeschreibung bung
Begleitend zur Vorlesung werden bungsaufgaben zum Vorlesungsstoff gestellt. Diese werden in einer groen Saalbung besprochen und die zugehrigen Lsungen detailliert vorgestellt. Parallel werden weitere bungsaufgaben und Vorlesungsinhalte in Form von dedizierten Tutorien in Kleingruppen zur bung und Vertiefung der Lehrinhalte gestellt und gelst.
Inhalt Vorlesung
Diese Vorlesung stellt eine Einfhrung in die wesentlichen theoretischen Grundlagen der elektrischen und magnetischen Felder dar, die fr Studierende des 3. Semesters Elektrotechnik vorgesehen ist. Darber hinaus soll die Vorlesung die Grundlagen vermitteln, die in anderen weiterfhrenden anwendungsspezifischen Vorlesungen gebraucht werden.
Basis der Vorlesung ist die Darstellung der elektromagnetischen Feldtheorie und die dafr erforderlichen mathematischen Methoden. Dies geschieht auf der Grundlage der Maxwellschen Gleichung, welche im Detail in der Vorlesung vorgestellt und erlutert werden.
Mit Hilfe dieser Grundgleichungen werden die Phnomene elektrischer und magnetischer Erscheinungen berechnet und erklrt. Dies beinhaltet die Elektrostatik, die stationren Strmungsfelder, streng stationre Magnetfelder, die Induk-tion, quasistationre Felder, die Feldenergie und Energiestromdichte sowie die Wellenphnomene schnell vernderlicher Felder bis hin zu den Grundlagen der Antenne des Hertzschen Dipols.
bungen
Begleitend zum Vorlesungsstoff werden bungsaufgaben und die zugehrigen Lsungen ausgegeben und in Hrsaalbungen besprochen. Weiterhin werden Tutorien in Kleingruppen zur Vertiefung des Stoffs und praktischen Anwendung der vorgestellten Methoden und Verfahren abgehalten.
Der Dozent behlt sich vor, im Rahmen der aktuellen Vorlesung ohne besondere Ankndigung vom hier angegebenen Inhalt abzuweichen.
Lernmaterialien Die Unterlagen zur Lehrveranstaltung werden als Skript verteilt. bungs und Tutoriumsaufgaben finden sich online unter www.ite.uni-karlsruhe.de/lehre Dort findet sich auch ein aktuellesLiteraturverzeichnis.
Sprache DeutschLeistungsnachweis Schriftlich (verbindlich hinsichtlich der Prfungsform ist der aktuelle Studienplan
und die Bekanntgabe des Prfungsamts).
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Notenbildung Notenbildung ergibt sich aus der schriftlichen PrfungLehrform Vorlesung, bung und TutoriumAllgemeine Hinweise Die Veranstaltung setzt sich aus den verzahnten Blcken Vorlesung, bung und
Tutorien zusammen. Aktuelle Informationen sind ber die Internetseite des ITE (www.ite.uni-karlsruhe.de) erhltlich.
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Name Rechnergesttzter Schaltungsentwurf
Nummer 23060
Begleitende bung keineDozent/ Institut Dr.-Ing. Wolf/ITEECTS 3SWS 2Semester SommersemesterBachelor/ Master Bachelor/MasterWahlfach Bachelor/MasterVoraussetzungen Grundlagen der Matematik, Schaltungstechnik und Halbleitertechnologie
Lernziele Ziel ist die Vermittlung theoretischer Grundlagen .Kurzbeschreibung Lehrveranstaltung
Grundlagenvorlesung zum rechnergesttzten Schaltungsentwurf integrierter Schaltungen. Schwerpunkte der Vorlesung sind die Netzwerkanalyse und der topologische Entwurf(Layout). Nach Einfhrung entsprechender mathematischer, formaler und methodischer Grundlagen werden elementare Analyseverfahren beschrieben sowie verschiedene deterministische und heuristische Algorithmen zur Lsung des NP-vollstndigen Layoutproblems aufgezeigt.
Inhalt Vorlesung
Diese Vorlesung stellt eine Einfhrung in die theoretischen Grundlagen des rechnergesttzten Schaltungsentwurfs integrierter Schaltungen dar. Hinweise aus der Praxis aus dem Ingenieursalltag werden gegeben.
Zuerst werden die Entwicklung der Integrationstechnik und der Entwurfsablauf von integrierten Schaltungen aufgezeigt. Die Netzwerkanalyse und das Layout alselementare Schritte dieses Entwurfsablaufs werden dann in der weiteren Vorlesung vertieft. Da es sich bei dem allgemeinen Layoutproblem um ein NP-vollstndiges Problem handelt, ist hier die Einfhrung einer Entwurfsmethodik gerade fr VLSI Schaltungen zwingend notwendig.
Als theoretische Grundlage fr die Analyse und das Layout wird in der Vorlesung die Graphentheorie ber die Mengentheorie eingefhrt.
Bei der Netzwerkanalyse wird zunchst eine geeignete Beschreibung des Schaltbildes fr die Eingabe in den Rechner prsentiert. Dann werden die klassischen Matrixanalysemethoden und die Netzwerkanalyse mittels Zustandsvariablen besprochen. Zur Lsung der Netzwerkgleichungen werden typische bekannte Verfahren mittels Matrixinversion dargestellt und dann die hier vorteilhafte Lsung mittels LU-Faktorisierung eingefhrt. Nach einer kurzen Besprechung der Analyse nichtlinearer Netzwerke bildet die statistische Toleranzanalyse den Abschluss des Kapitels Netzwerkanalyse.
Bei dem Kapitel Layout wird zunchst das allegemeine Layoutproblem formuliert. Hier handelt es sich um ein kombinatorisches Optimierungsproblem welches NP-vollstndig ist. Fr dieses Problem werden Zielfunktionen oder Kostenfunktionen und einschrnkende Randbedingungen dargestellt. Nach der Einfhrung einer Entwurfsmethodik werden die Entwurfsstile und graphentheoretische Konzepte fr integrierte Schaltungen besprochen. Entsprechend dem Prinzip teile und herrsche wird das allgemeine Layoutproblem in die Teilprobleme Plazierung und Verdrahtung zerlegt. Fr diese beiden Teilprobleme werden nach Formulierung der jeweiligen Aufgabenstellung entsprechende deterministische und stochastische Algorithmen zur Lsung prsentiert.
Der Dozent behlt sich vor, im Rahmen der aktuellen Vorlesung ohne besondere Ankndigung vom hier angegebenen Inhalt abzuweichen.
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Lernmaterialien Am ITE wird ein Skript zu dieser Vorlesung angeboten. Sprache DeutschLeistungsnachweis Mndlich (verbindlich hinsichtlich der Prfungsform ist der aktuelle Studienplan
und der Bekanntgabe des Prfungsamts).Notenbildung Notenbildung ergibt sich aus der mndlichen PrfungLehrform Vorlesung
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Name Einfhrung in die Flugfhrung
Nummer 23062
Dozent/ Institut Dr. Schttl / ITEECTS 3SWS 2Semester SommersemesterBachelor/ Master Bachelor/MasterWahlfach Bachelor/MasterVoraussetzungen keine
Lernziele Ziel ist die Vermittlung von Grundlagen der Flugfhrung.Kurzbeschreibung Lehrveranstaltung
Nach der Prsentation aerodynamischer Grundlagen werden die an einem Fluggert wirkenden Krfte und Momente erlutert. Die sich ergebenden Beschleunigungen und Drehraten werden in den prsentierten Bewegungsgleichungen zu Position und Lage integriert. Fr einen kontrollierten Flug ist die Regelung der Flugzustandsgren erforderlich, deren Grundlagen im Folgenden vorgestellt werden. Verschiedene Varianten der Fluglenkung, die die zum Flugregler passenden Fhrungsgren ermittelt, werden besprochen. Ein abschlieender Ausblick beschftigt sich mit der Missionsplanung.
Kurzbeschreibung bung
In die Vorlesung integrierte bungsaufgaben, die zum jeweils nchsten Vorlesungstermin gelst werden sollen.
Inhalt Vorlesung
Diese Vorlesung stellt eine Einfhrung in wichtige Grundlagen der Flugfhrung dar, sie ist fr Studierende im Masterstudiengang vorgesehen. Da keine Vorkenntnisse aus der Luft- und Raumfahrt vorausgesetzt werden, ist die Vorlesung in zwei Teile gegliedert.
Im ersten Teil werden die theoretischen Grundlagen gelegt. Dazu gehren Grundkenntnisse der Aerodynamik wie Potentialstrmungen und Navier-Stokes-Gleichungen, sowie die Aerodynamik an einer Tragflche. Die sich ergebenden Krfte und Momente werden in der Flugphysik beschrieben, kinematische Gren bezogen auf unterschiedliche Koordinatensysteme - werden errechnet.
Im zweiten Teil sollen die theoretischen Grundlagen fr die Flugfhrung angewendet werden. Zunchst werden durch Linearisierung aerodynamische Beiwerte ermittelt, die das Verhalten des Fluggerts lateral und longitudinal charakterisieren und z. B. die Stabilitt beschreiben. Durch die Einfhrung von Stellsystemen (z. B. Rudern) wird es mglich, die aerodynamischen Eigenschaften des Fluggerts zu verndern. In der Flugregelung werden Kommandos an die Stellsysteme ermittelt, die zu gewnschten Flugzustnden fhren. Einfache typische Flugregler und deren regelungstechnische Auslegung werden besprochen. In der Fluglenkung geht es um die Ermittlung der Fhrungsgren fr den Flugregler. Einfache Lenkverfahren (z. B. Waypoint-Lenkung oder Proportionalnavigation) werden vorgestellt. Abschlieend erfolgt ein Exkurs in den Bereich Missionsplanung.
Der Dozent behlt sich vor, im Rahmen der aktuellen Vorlesung ohne besondere Ankndigung vom hier angegebenen Inhalt abzuweichen.
Lernmaterialien Die Unterlagen zur Lehrveranstaltung finden sich online auf der ITE-Webseite. Weiterfhrende Literatur wird whrend der Vorlesung bekannt gegeben.
Sprache DeutschLeistungsnachweis Mndlich, Voraussetzung: erfolgreiche Bearbeitung der HausaufgabenNotenbildung Notenbildung ergibt sich aus der Prfung
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Lehrform PraktikumAllgemeine Hinweise Aus technischen Grnden ist die Teilnehmerkapazi
