Kursplan för Dynamiska system med reglerteknik

För att tillgodoräkna sig kursen krävs förkunskaper i matematik och ellära. Speciellt krävs förkunskaper i komplexa tal, differentialekvationer, Laplace-transformer och något om linjär algebra, d v s kurserna Algebra, Matematisk analys och Linjära system eller motsvarande.

Kursen syftar till att ge grundläggande teoretiska och tillämpade kunskaper om konstruktion, dimensionering, simulering och analys av dynamiska (och i synnerhet återkopplade) system. Den ska också ge en allmän förståelse för begrepp och metoder som används vid modellering och simulering av sådana system samt utgöra underlag för fördjupade studier i design av reglersystem.

• förklara innebörden i begreppen dynamik och återkoppling
• förklara och beskriva grundläggande reglerteknisk terminologi inklusive begrepp som öppna och slutna system, linjära system samt tidskontinuerliga och tidsdiskreta system
• ställa upp modeller för enkla dynamiska system i form av differentialekvationer, överföringsfunktioner och tillståndsmodeller.
• använda vanliga matematiska hjälpmedel för analys och dimensionering av återkopplade system, såsom blockschemametodik, laplacetransformering, bodediagram, nyquistdiagram, z-transformering, diskretisering m m
• analysera och kvantifiera egenskaper och prestanda hos återkopplade linjära system, såsom snabbhet, noggrannhet, störkänslighet och robusthet i form av stigtid, insvängningstid, översväng, dämpning, förstärkning, bandbredd och stabilitetsmarginaler
• dimensionera analoga reglersystem med vanligt förekommande metoder, t ex dimensionering med tumregelmetoder, Bodediagram samt modellbaserad dimensionering.
• dimensionera tidsdiskreta reglersystem genom diskretisering av analoga regulatorer samt med polplaceringsmetoden.
• använda Matlab med Simulink för att analysera och simulera olika typer av dynamiska system.
  

Genomgång av grundläggande begrepp och symboler. Modellering av enkla dynamiska system teoretiskt (fysikalisk modellering) och experimentellt (identifiering). Laplacetransformering och blockschemareduktion. Transformation mellan modellformer som differentialekvationer, överföringsfunktioner och tillståndsbeskrivningar. Linearisering av modeller. Analys och kvantifiering av statiska och dynamiska egenskaper i tids- och frekvensplan. Användning av bode- och Nyquistdiagram. Stabilitet. Några metoder för dimensionering av enkla kontinuerliga och tidsdiskreta regulatorer. Något om implementering och praktiska regulatorer. Simulering och beräkning med Simulink och Matlab Control Toolbox. I kursen ingår minst en obligatorisk laboration som behandlar praktisk reglering med PI/PID-regulatorer och ett antal obligatoriska datorövningar som omfattar simulering av och beräkningar kring dynamiska system med hjälp av Matlab och Simulink.

Undervisningen sker i form av föreläsningar, räkneövningar, datorövningar, laborationer och inlämningsuppgifter. Någon obligatorisk gästföreläsning kan tillkomma.

Lärobok: Modern Reglerteknik, B Thomas (Liber)
Övningsbok: Modern Reglerteknik, B Thomas (Liber)
Upplaga 5 på båda.

Deltagande i obligatoriska laborationsmoment. Skriftlig tentamen. Slutbetyg i skala 3-5 ges baserat på tentamen.