Kursplan för Reglerteknik och mätteknik

Kursplan fastställd 2023-02-14 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnProcess control and measurement techniques
  • KurskodESS217
  • Omfattning6 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKMT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 53120
  • Max antal deltagare60
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0116 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		 4,5 hp
  • 13 Jan 2024 em J
  • 03 Apr 2024 fm J
  • 28 Aug 2024 em J
0216 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		 1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Matematisk analys i en och flera variabler. Grundläggande matristeori, speciellt egenvärden. Komplexa tal. Linjära ordinära differentialekvationer och Laplace-transformer. Termodynamik, transportprocesser samt grundläggande mekanik. Grundkurs i programmering som bakgrund för användning av datorhjälpmedel.

Syfte

Ett syfte med kursen är att introducera begreppet dynamiskt system, med tillämpning framför allt inom processtekniken. Ett annat nyckelbegrepp är återkoppling. Särskilt viktigt är bestämning av ett återkopplat systems stabilitet, samt teori och metoder för design av regulatorer av PID-typ. Kursen behandlar även olika typer av sensorer av betydelse för processindustrin. Eftersom mätning av icke-elektriska storheter oftast innebär någon form av elektrisk signalbehandling, tar kursen även upp lik- och växel-strömskretsar, och speciellt bryggkopplingar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Förklara och förstå den principiella funktionen hos ett reglersystem, samt kunna definiera grundläggande reglertekniska begrepp.
  • Beskriva och förklara de viktigaste egenskaperna hos linjära dynamiska system.
  • Uppställa modeller för inom processtekniken vanligen förekommande dynamiska system, såväl i form av tillståndsekvationer som överföringsfunktioner.
  • Transformera i båda riktningarna mellan linjära tillståndsekvationer och överförings-funktioner, speciellt för enkelvariabla system.
  • Linjärisera olinjära tillståndsekvationer.
  • Kunna tillämpa Nyquistkriteriet vid stabilitetsanalys av återkopplade system.
  • Beskriva och förklara principen för P-, I, PI-, PD- och PID-regulatorer i en reglerloop, samt kunna utföra design av sådana regulatorer, speciellt med Bodediagramsteknik.
  • Analysera reglersystem med hjälp av känslighetsfunktioner. Särskilt viktigt är att kunna uppskatta hur stora modellfel reglersystemet klarar utan risk för instabilitet.
  • Beskriva och förklara principerna för framkoppling och för kaskadreglering.
  • Diskretisera analoga regulatorer, förklara ett datoriserat reglersystems funktion, samt förklara samplingsprincipen. Förklara funktionen av enkla linjära digitala filter.
  • Beskriva och förklara principen för några inom kemi- och processtekniken vanliga sensortyper.
  • Utföra enkla beräkningar på likströms- och växelströmskretsar.
  • Kunna härleda balansvillkor för några vanliga bryggkopplingar.

Innehåll

Kursen kan beskrivas som en grundläggande kurs om dynamik och reglering av linjära tidskontinuerliga system:
  • Uppställning av tillståndsmodeller för linjära och för olinjära system. Linjärisering av tillståndsekvationer och framtagning av överföringsfunktioner.
  • Analys av linjära dynamiska system. Analys av återkopplade system.
  • Nyquistkriteriet. P-, I, PI-, PD- och PID-regulatorer och deras viktigaste egenskaper.
  • Bodediagram. Icke-minimumfassystem. Design av reglersystem, framför allt genom kompensering i frekvensplanet. Känslighetsfunktioner och robusthet.
  • Regulatorstrukturer. Framkoppling, kaskadreglering.
  • Datorstyrning, sampling och tidsdiskretisering.
  • Sensorer, analoga och digitala filter.
  • Enkla lik- och växelströmskretsar. Bryggkopplingar.

Organisation

Kursen är organiserad som ett antal föreläsningar och räkneövningar, samt tre laborativa uppgifter.

Litteratur

T. Glad and L. Ljung: Reglerteknik - Grundläggande teori, Studentlitteratur, 2006, ISBN 91-44-04308-2.

B. Lennartson: Reglerteknikens grunder. Studentlitteratur.

Exempelsamling med lösningstips

Kompendium i mätteknik

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen med betyg (underkänd, 3, 4 eller 5)
Inlämningsuppgift kan ge bonuspoäng till tentamen
Avklarade laborationer (godkänd/underkänd).

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.