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Themen für Studien- und Diplomarbeiten


Der Lehrstuhl Grundlagen der Elektrotechnik bietet derzeit folgende Themen für studentische Arbeiten an. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Prof. Dr. phil. nat. Ronald Tetzlaff bzw. die unten stehenden Ansprechpartner.

Analyse von EEG-Zeitreihen bei Epilepsie

Entwicklung und Implementierung einer skalierbaren CNN-Architektur auf einem FPGA - PDF

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Jens Müller


Analyse von Memristor-Netzwerken

Ansprechpartner:  Dr. rer. nat. Torsten Schmidt

Obwohl der Memristor als Bauelement schon 1971 von Leon Chua beschrieben wurde, konnte die erste physikalische Realisierung  erst 2007 von Forschern der hp-Labs vorgenommen werden. Der Memristor wird als das vierte grundlegende Bauelement  neben Spule, Kondensator und Widerstand bezeichnet. Die sogenannte Memristanz ergibt sich aus dem Verhältnis von Fluss und Ladung. Je nach physikalischer Beschaffenheit kann die Memristanz dabei selbst von der Ladung, dem Strom oder anderen Größen abhängen und damit ein Gedächtnis-behaftetes Bauelement ergeben. Die Eigenschaften der Memristoren ermöglichen u.a. eine verlustfreie Speicherung von Daten, was sie aus nanoelektronischer Sicht außerordentlich interessant macht. Dennoch ist das Verständnis der Eigenschaften von  L, C, R, M - Netzwerken bislang sehr begrenzt und muss für zukünftige Anwendungen vertieft werden.  Sie sind herzlich eingeladen, im Rahmen einer Studien- oder Diplomarbeit einen Beitrag zu diesem hochaktuellen Themenbereich zu leisten!  Eine fundierte Einarbeitung und Betreuung Ihrer Arbeit wird gewährleistet!

Thema: Untersuchung der dynamischen Eigenschaften des von den  hp-Labs entwickelten Memristors
Inhalt der Arbeit ist eine detaillierte Untersuchung der dynamischen Eigenschaften des in den hp-Labs entwickelten Memristors in einfachen Schaltungen. Memristoren diesen Typs haben in grober Näherung eine Memristanz, die sich linear zur Memristorladung verhält und damit einer Bernoulli-Dynamik folgt. Erweiterte Modelle gehen von einer nichtlinearen Drift im Memristor aus und verfeinern damit die Beschreibung der Dynamik. Im Rahmen der Arbeit sollen  die bisherigen Modelle angewendet und auf Zusammenschaltungen mehrerer Memristoren erweitert werden. 

Thema: Stabilität von memristiven Netzwerken
Memristive Netzwerke haben aufgrund der Dynamik eines einzelnen Memristors, die Fähigkeit, komplexe Eigenschaften zu erzeugen. Ziel der Arbeit soll eine systematische Analyse der Stabilität dieser Netzwerke sein. Unter anderem soll untersucht werden, wann Bifurkationen und Chaos entstehen.

Thema: Analyse von memristiven Netzwerken durch Volterra-Reihen
Ziel dieser Arbeit soll sein, allgemeine Eigenschaften von Memristor-Netzwerken durch eine Volterra-Analyse zu bestimmen. Dabei wird von einem LCRM-Kreis ausgegangen und die Volterra Kerne dieses Kreises ermittelt. Anschließend wird dieser Schaltkreis durch weitere Maschen ergänzt und untersucht, wie sich die Eigenschaften in der Volterra-Darstellung entwickeln. 

Thema: Memristor-Netzwerk-Design: Anpassung der Memristanz für zweckorientierte Memristor-Netzwerke
Diese Arbeit dient der Untersuchung, wie durch Anpassung der Memristanz als Funktion der Grundgrößen Ladung, Strom und Spannung, sich die Eigenschaften eines memristiven Netzwerkes an vorgegebene Anforderungen anpassen lassen. Beginnend mit einem einfachen LCRM-Kreis soll die Analyse bis hin zu komplexen Netzwerken ausgedehnt werden. Einerseits wird die Untersuchung im Rahmen systematischer Analysen durchgeführt, während für komplexere Netzwerke Optimierungsalgorithmen zum Einsatz kommen. 

Thema: Entwicklung eines LCRM-Netzwerksimulators
Die besonderen Eigenschaften von Memristoren erfordern eine speziellen Herangehensweise in der Modellierung und der genauen Simulation der Zustandsgleichungen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines auf memristive Netzwerke zugeschnittenen Netzwerksimulators.

Nichtlineare Systeme

Thema: Analyse nichtlinearer analoger Schaltungen durch Volterra-Reihen
Volterra-Reihen bieten einen leistungsfähigen analytischen Ansatz zur Beschreibung nichtlinearer dynamischer Systeme. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung nichtlinearer analoger Schaltungen durch Volterra-Reihen, ausgehend von einfachen Beispielen, bis hin zu konkreten allgemeinen Beschreibungsformen.
Ansprechpartner: Dr. U. Feldmann, BAR 114, Tel.: 34712,
ute.feldmann@tu-dresden.de



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