Stochastische Schwingungen

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Allgemeine Daten zum Modul

Qualifikationsziele

• Die Studierenden verstehen, die Bedeutung der stochastischen Signale im Vergleich zu den deterministischen Signalen im realitätsnahen Betrieb von Luft- und Raumfahrtzeugen sowie von Fahrzeugsystemen zu erfassen.
• Die Studierenden sind in der Lage, Signaltypen zu klassifizieren und dabei stochastische Signale durch ihre Mittelwerte quantitativ einzuordnen.
• Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, die mathematischen Werkzeuge zur Behandlung von Signalen im Zeit- und Frequenzbereich sicher anzuwenden, sowie den Übergang zwischen den Bereichen zu beherrschen.
• Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, anhand von Signal- und Leistungsspektren im Versuchswesen Belastungen der zu untersuchenden Struktur wie des Prüfaufbaus (elektrodynamischer Shaker, Hydraulikzylinder) abzuschätzen.
• Die Studierenden werden in die Lage versetzt, die zur Verarbeitung stochastischer Signale notwendige Messtechnik und ihre Fehlerquellen
  sowie deren Abhilfe zu verstehen.

Inhalt

Die Studierenden erwerben im Modul "Stochastische Schwingungen in Theorie und Praxis" das notwendige Grundwissen zur rechnerischen
und messtechnischen Behandlung von realistischen mechanischen Anregungen, wie sie stochastische Schwingungen im Einsatzbereich von Luft- und Raumfahrtgerät aber auch im allgemeinen Fahrzeugbau darstellen.

Im Einzelnen werden folgende Inhalte vermittelt:

• Die Studierenden erhalten einen Überblick über die mechanischen Umweltbedingungen, denen Luft- und Raumfahrtzeuge sowie  bodengebundene Fahrzeuge im Betrieb ausgesetzt sind sowie eine Einordnung der Bedeutung stochastischer Signale im Mess- und
  Versuchswesen.
• Die Studierenden werden mit den mathematischen Grundlagen der statistischen Signalanalyse im Zeit- und Frequenzbereich sowie
  der Klassifizierung von Signaltypen vertraut gemacht. Insbesondere wird die Bedeutung von Signal- und Leistungsspektren zur Beurteilung
  realistischer Belastungen auf schwingungsfähige Strukturen den Studierenden quantitativ (RMS-Wert) vermittelt.
• Die Studierenden lernen das Antwortverhalten linearer Systeme bei stochastischer Erregung, Lösungsverfahren und wesentliche Unterschiede zu deterministischen Signalen kennen.
• Anhand praktischer messtechnischer Erfassung stochastischer Signale wird den Studierenden das wichtigste Messinstrument  (FFTAnalysator), Messfehler und deren Vermeidung bei der digitalen Verarbeitung nähergebracht.
• Die Rolle der stochastischen Signale bei einer experimentellen Systemidentifikation und deren messtechnische Realisierung werden in Theorie und Praxis den Studierenden vermittelt.