Teubner Studienbücher Technik – serie

Anschaulich und lehrreich verbindet das Buch die Grundlagen der Kontinuumsmechanik mit der Formulierung Finiter Elemente. Damit bildet es einen für die Ausbildung von Berechnungsingenieuren wertvollen Brückenschlag zwischen der Theorie der Kontinuumsmechanik und deren Anwendung bei der Lösung von Berechnungsproblemen mit Finiten Elementen. Dem entspricht auch die Gliederung in zwei Teile. Der Einführung in die zur Formulierung Finiter Elemente notwendigen Grundlagen der Kontinuumsmechanik fester Körper schließen sich Kapitel zur Lösung der Feldprobleme der Kontinuumsmechanik mit Finiten Elementen an. Dabei wird die Herleitung der Finite Elemente Matrizen exemplarisch für das gekoppelte thermomechanische Problem durchgeführt, wobei als Material der hyperelastische und elastoplastische Werkstoff betrachtet wird. Dazu werden die zur Lösung der nichtlinearen Aufgabenstellung verwendeten Lösungsalgorithmen besprochen sowie die Genauigkeit spezieller Elementformulierungen anhand einfacher Testbeispiele demonstriert.

Dieses Studienbuch behandelt die Elektronische Meßtechnik aus der Sicht des Schaltungstechnikers. Es werden Komponenten, Schaltungen und Methoden der Signalverarbeitung in der Meßtechnik vorgestellt, die es ermöglichen, den Teil der Meßkette zwischen dem analog arbeitenden Sensor und der digitalen Meßwertver­ arbeitung zu analysieren, aufzubauen und zu optimieren. Das Buch basiert auf Lehrveranstaltungen des Studiengangs Elektrotechnik der Ruhr-Universität Bochum. Es wendet sich an Studenten im Hauptstudium der Elektrotechnik sowie als ergänzende Literatur an Naturwissenschaftler, die Elek­ tronische Meßtechnik anwenden. Schließlich soll dieses Studienbuch auch eine Hilfe für den Ingenieur in der Praxis sein, der sein Wissen auf diesem Gebiet er­ gänzen oder auffrischen will. Voraussetzung für das Verständnis des hier dargebotenen Lehrstoffes sind die Kenntnis der mathematischen Grundlagen, wie sie im Grundstudium der Inge­ nieurwissenschaften und Naturwissenschaften geboten werden, die Kenntnis der Grundlagen der Elektrotechnik, zumindest phänomenologische Kenntnisse der Halbleitertechnik sowie Grundkenntnisse der Elektronischen Schaltungstechnik. Schließlich werden auch Grundkenntnisse über die allgemeine Meßtechnik sowie über die verschiedenen Fehlerarten und deren Fortpflanzung in der Meßkette vor­ ausgesetzt. Andererseits werden in diesem Lehrbuch theoretische Grundlagen nur so weit und so tiefgründig vorgestellt, wie dies im Rahmen der Elektronischen Meßtechnik nötig ist. Die hier gebotenen theoretischen Abhandlungen erheben also keinen Anspruch auf Vollständigkeit und ersetzen nicht entsprechende spezielle Lehrbücher.

Die digitale Nachrichtenübertragung gehört heute zu den wichtigen Wachstumsbranchen. Um die Mobilität des einzelnen noch weiter zu erhöhen, werden z. B. Sprache oder Bilder in digitaler Form auch über Funkstrecken zu den mobilen Empfängern übertragen. Bereits vorhandenen Funkdiensten wie D-Netz, E-Netz, Digital Audio Broadcast (DAB) oder Digitales Satelliten Radio (DSR) werden weitere folgen. Datenfunkstrecken sind sehr fehleranfällig; auch das Funkkanalverhalten kann sich aufgrund der Teilnehmerbewegung zeitlich sehr schnell ändern. Deshalb ist hier die Anwendung von Fehlerkorrekturverfahren unverzichtbar. Das Buch gibt eine Einführung in die Methoden der Kanalcodierung zum Zwecke der Fehlerkorrektur. Ausgehend von der Shannon`schen Informationstheorie werden Codier- und Decodierverfahren für Block- und Faltungscodes diskutiert und anschaulich beschrieben. Es wird eine digitale Übertragungsstrecke von der Quelle bis zur Senke betrachtet einschließlich der grundlegenden digitalen Modulationsverfahren. Das Buch ist im Rahmen des MeDoc-Projektes (http://medoc.informatik.tu-muenchen.de/deutsch/medoc.html) in die elektronische Informatik-Bibliothek aufgenommen worden.

Grundlagenkenntnisse der Elektrotechnik werden heute von allen Ingenieuren erwartet. Vor allem Fachspezialisten, die auf einem der Gebiete der elektrotechnischen Anwendungen tätig werden wollen, sind auf ein solides Basiswissen zwingend angewiesen. Das Buch vermittelt dieses Wissen auf der Grundlage einer gründlichen Diskussion der Eigenschaften von elektrischen und magnetischen Feldern. Jedes Kapitel schließt mit einigen Übungsaufgaben, die den Stoff vertiefen und ergänzen; die meisten Fragen sind in technische Probleme eingekleidet, die allgemein und numerisch für spezielle Beispiele zu beantworten sind. Die Lösungen der Aufgaben werden ausführlich dargestellt und kommentiert.

Die Technische Thermodynamik mit ihren Teilgebieten Energielehre, Chemische Thermodynamik und Wärmeübertragung liefert wichtige Aussagen zu vielen Prozessen in der Energie- und Verfahrenstechnik. In diesem Repetitorium wird ein Überblick über die Grundlagen und Berechnungsmethoden dieses Fachgebietes gegeben. Neben der Erläuterung grundlegender Phänomene wird großer Wert auf einfach handhabbare Berechnungsansätze für die praktische Anwendung gelegt. Durch Beispiele wird die Vorgehensweise bei der Lösung von typischen Aufgaben demonstriert. Eine übersichtliche Darstellung und eine klare Gliederung ermöglichen es dem Leser, sich schnell in dem anspruchsvollen und umfangreichen Stoffgebiet zurechtzufinden und die für sein vorliegendes Problem anwendbaren Berechnungsunterlagen zu entnehmen. Das Repetitorium ist gedacht als vorlesungsbegleitendes Nachschlagewerk sowie zur schnellen Orientierung für den Praktiker.

Die überarbeitete und erweiterte, zweite Auflage dieses Buches wendet sich an Leser, die sich gründlich in die Theorie stochastischer Signale einarbeiten wollen, um sie in unterschiedlichen Bereichen der Elektrotechnik und Physik anwenden zu können. Im ersten Teil des Buches werden die notwendigen Werkzeuge der Stochastik wie in einem Grundkurs erarbeitet. Es sind dies Begriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie und statistischen Schlußweisen, insbesondere das Parameterschätzen und Hypothesentesten mit Gewicht auf der Methode der kleinsten Quadrate. Im zweiten Teil werden stochastische Prozesse als Modelle gemessener Signale behandelt, die man stochastische Signale nennt. Nach Klärung der grundlegenden Eigenschaften wird Systemtheorie mit diesen Signalen betrieben. Sodann interessiert, wie aus endlich langen Beobachtungen stochastischer Signale auf Eigenschaften der Signale und Systeme geschlossen wird. Zahlreiche Beispiele, Übungsaufgaben und Lösungsskizzen, Anhänge über Matrixalgebra, schnelle Algorithmen sowie Tabellen für Standardverteilungen und schließlich ein Praktikum, das in MATLAB einführt und Simulationsaufgaben stellt, erleichtern das Selbststudium und die Anwendungen in der Praxis.

Dieses Lehrbuch führt in die Grundlagen der Regelungstechnik ein und unterstützt Studierende des Maschinenbaues im Grundstudium, die klassische Regelungstechnik und ihre Methoden zu verstehen. Zu allen Kapiteln des Buches stehen reichlich Aufgaben mit Angabe des Lösungsweges bereit. In der vorliegenden 3. Auflage wird die moderne Regelungstechnik als Nicht-Gerätetechnik in den Vordergrund gerückt, die ebenso wie die numerische Simulation softwaremäßig einfach und flexibel auch für nichtlineare Systeme mit variablen Systemparametern angewendet werden kann.