Lineære systemer og reguleringsteknikk

Første og andre ordens transferfunksjoner.

Bruk av differensialligninger, transferfunksjoner og tilstandsrom for å beskrive dynamiske systemer.

Bruk av Bodediagram, tidsanalyse samt frekvens- og transientanalyse for analyse av linære systemer.

Matematisk modellering av ulike elektriske og fysiske systemer, inkludert Laplacetransformasjon. 

Transportforsinkelse.

Virkning av endring i forsterkning i Bode-, Nyquist og Nichols-diagram.

Begrenset PI- og PD-regulator, ideelle P-, PI- og PID-regulatorer.

Stabilitetsbetraktninger for åpne og tilbakekoplede systemer. Rouths, Nichols og Bode-Nyquists stabilitets-kriterium.

Regulatoren sin plassering i prosessen, reguleringssløyfer og P&ID (TFS) skjema.

Praktisk prosesstyring med regulatorer oppbygget i maskinvare og i programvare (diskret regulering, Z-transformasjoner).

Multivariable systemer på tilstandsrom-form.

Anvendelse av simuleringsverktøy.

Foroverkobling og kaskaderegulering.

Systemkomponenter.

Regulatordesign ved hjelp av bodediagram, polplassering og Ziegler-Nichols metoder, samt følgeforhold og stabilitetsanalyse.

MATLAB/SIMULINK brukes som en integrert del av faget.

Generell studiekompetanse og Matematikk R1+R2 og Fysikk 1.

Søknadskode 5198.

Anbefalte forkunnskaper:

IGR1600 Matematikk I, ITE1829 Innføring i prosessteknologi og elektronikk for prosess eller ITE1835 PIA med elektrisitetslære.

Kunnskap

Kandidaten har kunnskap om:

- lineære modeller for elektriske og fysiske systemer

- prinsipper og strukturer for regulering av lineære systemer

- metoder for analyse av egenskaper ved linære systemer

- praktiske og teoretiske metoder for innstilling av regulatorparametre

Ferdigheter

Kandidaten kan:

- sette opp lineære matematiske modeller for elektriske og fysiske systemer

- analysere egenskapene ved kontinuerlige dynamiske systemer vha matematikk og simuleringsverktøy

- foreta analyse i tids- og frekvensplan, samt stabilitetsanalyse

- foreslå og sette opp reguleringsstrukturer for lineære systemer

- gjennomføre regulatorinnstiling vha egnede praktiske og/eller teoretiske metoder

- gjøre simuleringer av fysiske og elektriske systemer i Matlab/Simulink  

Generell kompetanse

Kandidaten har generell kompetanse innen:

- prosessforståelse og systemtenkning

- lineær systemer som representasjon av fysiske og elektriske system

- forskjellene mellom teoretiske løsninger og praktiske løsninger innen anvendelse av modellering og regulering  

Forelesinger, laborasjoner og obligatoriske innleveringer

Programvare

Matlab/Simulink

Undervisnings- og eksamensspråk

Obligatoriske arbeidskrav

Seks av åtte øvinger, samt fire labrapporter må være godkjent for adgang til eksamen.

Vurdering

Avsluttende skriftlig eksamen (fem timer), som teller 100% av karakter i faget.

Det gis bokstavkarakterer fra A-F, der F er ikke-bestått. Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte eksamen i dette emnet