Kursinnehåll
Introduktion: Exempel på reglerproblem, dynamiska syste, återkoppling och framkoppling, kompensering av störningar, hantering av parametervariationer, inverkan av mätstörningar och styrsignalbegränsningar. Grundläggande signalteori: Frekvensanalys av signaler. Dynamiska modeller: Differentialekvationer, Laplace transformen, överföringsfunktioner, blockschema, viktfunktion, frekvensfunktion, transient- och frekvensanalys, Bodediagrammet. Principer för framtagning av dynamiska modeller för tekniska system. Tillståndsmodeller, olinjäriteter, linjärisering. Analys av återkopplade system: Stabilitet, Nyquistkriteriet, stabilitetsmarginaler, känslighet. Prestanda, transienta och stationära egenskaper, specifikation i tids- och frekvensplanet. Dimensionering av reglersystem: Grundläggande principer för regulatordesign, möjligheter och begränsningar beroende på motsättningar mellan olika frekvensområden. Design av PI- och PID-regulatorer, kaskadreglering och framkoppling. Tillståndsåterkoppling. Implementering: Implementering av regulator i dator. Sampling och dess konsekevenser. Översättning av tidskontinuerlig regulator till motsvarande tidsdiskret. Laborationer/Inlämningsuppgifter: Modellering, simulering, reglerdesign och implementering av en balanserande robot. Studenterna har fri tillgång till en fysisk roboten under hela kursens gång. Redovisingen sker i form av tre inlämningsuppgifter som redovisas både skriftligen och muntligen. Modellering/simulering och reglerdesignen görs med hjälp av Matlab/Simulink. Implementeringsdelen görs i Arduino utvecklingsmiljö.