Kursplan för Reglerteknik

Kursplan fastställd 2020-02-10 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnAutomatic control
  • KurskodSSY310
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKEF
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeAutomation och mekatronik, Teknisk fysik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 54113
  • Max antal deltagare80
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0113 Projekt 3 hp
Betygsskala: UG		 3 hp
0213 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH		 4,5 hp
  • 04 Jun 2021 em J
  • 09 Okt 2020 em J
  • 27 Aug 2021 fm J

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 transformer. Grundkunskaper inom mekanik, ellära och elektronik för tillämpningar. Grundkurs i programmering som bakgrund för användning av datorhjälpmedel.

Syfte

Kursens syfte är att introducera begreppet dynamiskt system, och påvisa användbarheten av detta inom flera olika teknikområden. Ytterligare ett nyckelbegrepp är återkoppling och bestämning av ett återkopplat systems stabilitet. Kursen skall även lära ut teori och metoder för design av regulatorer av PID-typ liksom regulatorer som är baserade på tillståndsåterkoppling.

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 tekniken vanligen förekommande dynamiska system, såväl i form av tillståndsekvationer som överföringsfunktioner.
  • Transformera i båda riktningarna mellan linjära tillståndsekvationer och överförings-funktioner, speciellt för system av SISO-typ. Kunna linjärisera en uppställd olinjär tillståndsmodell i en jämviktspunkt. Formulera lösningar till linjära tillståndsekvationer med användning av övergångsmatriser.
  • Analysera återkopplade dynamiska system, med betoning på stabilitetsbestämning baserad på Nyquistkriteriet.
  • Beskriva och förklara principen för P-, I, PI-, PD- och PID-regulatorer i en reglerloop, samt kunna utföra design av sådana regulatorer, framförallt med Bodediagramsteknik.
  • Analysera reglersystem med hjälp av känslighetsfunktioner, speciellt att uppskatta hur stora modellfel ett reglersystem klarar utan risk för instabilitet.
  • Beskriva och förklara principen för framkoppling, kaskadreglering och kompensering av dödtid.
  • Förklara och tillämpa begreppen styrbarhet och observerbarhet, samt utföra design av tillståndsåterkopplingar och observatörer med hjälp av polplaceringsmetoden.
  • Diskretisera analoga regulatorer, förklara ett datoriserat reglersystems funktion, samt kunna förklara samplingsprincipen.

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. Frekvens-funktion. Icke-minimumfassystem. Bodediagram. Nicholsdiagram. Design av reglersystem, huvudsakligen genom kompensering i frekvensplanet. Känslighetsfunktioner och robusthet. Framkoppling, kaskadreglering, dödtidskompensering.
  • Linjär tillståndsmetodik. Stabilitet. Övergångsmatriser. Styr- och observerbarhet. Tillståndsåterkoppling och observatörer. Utsignalåterkoppling.
  •  Datorstyrning, sampling och tidsdiskretisering. Samplad överföringsfunktion. Orientering om linjärkvadratisk reglering och Kalmanfilter.

Organisation

Kursen är uppdelad i en serie föreläsningar (på engelska) och räkneövningar samt ett obligatorisk projekt som inlämningar och inkluderar laborationer.

Litteratur

Lärobok och föreläsningsanteckningar. (Förslag på komplementerande böcker ges vid första föreläsningstillfället.)

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen med TH betyg, inlämningsuppgift samt godkänd laboration.