R0004E · Luleå tekniska universitet
Modellering och reglering
Ny kurs
Inga tentor än
Ladda upp dina tidigare tentor och få hjälp med att strukturera ditt studiematerial
Få dina tentauppgifter kategoriseradeBli guidad genom ditt studiematerialFå hjälp direkt med teori och tipsHåll koll på dina framsteg
HP
7.5
Språk
Svenska
Nivå
Grundnivå
Institution
Institutionen för system- och rymdteknik (SRT)
Lärandemål
Syftet med kursen är att studenten skall tillägna sig grundläggande kunskaper om återkopplade system, deras design och hur de används i reglertekniska tillämpningar. För godkänd kurs skall studenten:
- kunna definiera grundläggande reglertekniska metoder och terminologi.
- visa ett grundläggande kunnande om beprövade metoder för design av regulatorer.
- demonstrera förmåga att modellera och simulera dynamiska system baserat på balansekvationer och konstitutiva samband.
- kunna med hjälp av matematiska metoder analysera statiska-, dynamiska- och frekvensegenskaper hos dynamiska system.
- kunna använda vanliga metoder för att dimensionera och analysera regulatorer.
- visa förmåga att i grupp designa och implementera regulatorer, samt utvärdera deras prestanda för en verklig process.
- visa förmåga till lagarbete och samverkan i grupp vid laborationer.
- kunna identifiera enkla regulatorers användbarhet och begränsningar samt identifiera behovet av mer avancerade metoder
Kursinnehåll
Reglerteknik är läran om styrning av processer. Ett typiskt exempel är farthållaren i en bil (bilen är i detta fall "processen" ) som genom att variera gaspådraget ("insignalen" till processen) ser till att hålla hastigheten ("utsignalen" av processen) konstant trots uppförsbackar och motvind (så kallade "störningar"). Andra vanliga exempel finns bland annat inom processindustri, där det kan gälla att styra tryck och temperaturer, och inom kommunikationsteknik där man vill styra dataöverföringshastigheter och sändareffekter. Reglerteknisk teori är dock inte begränsad till tekniska processer utan kan även tillämpas inom t.ex. ekonomi och medicin. Ett exempel är människokroppens eget, mycket sofistikerade, reglersystem, som förmår hålla kroppstemperaturen konstant på 37 grader Celsius trots variationer i omgivningens temperatur och håller kroppsvikten konstant trots idoga försök till bättre kosthållning och träning. Denna kurs är vår grundkurs i reglerteknik och täcker de vanligaste klassiska metoderna för analys och syntes av återkopplade reglersystem för ett brett spektrum av tekniska processer. Kursen ger ingående kunskaper i ämnet, tillräckliga för icke-specialister i reglerteknik för kunna utveckla enkla reglersystem. Kursen är en nödvändig bas för fortsatta studier i ämnet. Under kursens gång kommer följande metoder och begrepp att diskuteras: Inledning: Introduktion av vanliga reglertekniska begrepp, t ex statiska system, dynamiska system, process, referenssignal (börvärde), styrsignal, utsignal (ärvärde), störning, öppna system, mätsignal, återkoppling, regulator. Dynamiska modeller: Matematisk modellering av fysikaliska system. Differentialekvationer. Differentialekvationer på tillståndsform. Linjärisering. Simulering: Introduktion till simulering av dynamiska system. Matematiska hjälpmedel: Laplacetransformen och dess egenskaper. Överföringsfunktion. Statisk förstärkning. Super-positions-principen. Blockscheman. Specifikationer. Stigtid. Insvängningstid. Översläng. Poler. Nollställen. Experimentiellt modellbygge. Tillståndsmodeller. Återkopplade system: PID-regulatorn. Framkoppling. Kaskadreglering. Polplacering. Processtörningar. Kvarstående reglerfel. Ziegler-Nichols metoder. Stabilitetsbegrepp. Regulatorstrukturer. Frekvensbeskrivning: Frekvensfunktionen. Frekvensanalys. Bodediagram. Asymptotiska Bodediagram. Stabilitet. Stabilitetsmarginaler. Kompensering. Känslighet. Tidsfördröjningar. Digital Reglering: Översättning av kontinuerliga regulatorer. Sampling.
Förutsättningar
- Grundläggande behörighet samt Grundläggande kunskaper om Laplacetransformen, exempelvis från kursen M0018M Linjär Analys, 7,5 hp eller S0004E Signaler och system 7,5 hp. Kunskaper om fysik motsvarande kursen F0004T Fysik 1, 7,5 hp
Liknande kurser vid andra universitet
Gör som 15 000+ studenter och ta kontroll över ditt tentaplugg.
Kom igång gratis