Reguleringsteknikk

Dette er et sentralt emne for en automasjonsingeniør der kunnskapene fra realfagsemnene matematikk, fysikk og kjemi integreres med tekniske og analytiske ferdigheter.

• Matematisk modellering av fysiske systemer.
• Systemteoretisk grunnlag: Statisk analyse. Laplace-transformasjon. Transferfunksjoner. Poler og nullpunkt. Blokkdiagram. Tilstandsrom­modeller.
• "Standard" transferfunksjoner: Analyse i tidsplan/s-plan/frekvensplan, Ulineære system og linearisering.
• Eksperimentell modellering
• Parameterestimering: Minste kvadraters prinsipp. Kurvetilpasning. Modellering basert på observasjoner/logginger. Systemidentifisering med Matlab/Simulink.
• PID-regulatorer og tunings-metoder: P, PI, PD, PID. Modifikasjoner. Skogestads metode, Ziegler-Nichols', Autotuning.
• Frekvensrespons: Definisjon. vs. standard systemer. Asymptotisk frekvensrespons. Bodediagram.
• Stabilitet: Definisjoner. Polplassering vs. Stabilitet, Nyquist.
• Reguleringssystemers ytelse: Servostyring- vs. prosessregulering. Følge- og reguleringsegenskaper.
• Andre reguleringsstrategier: Foroverkopling, Kaskadekopling, Multivariabel regulering, Dødtidskompensering, Adaptiv regulering basert på parametertabell.
• Diskrete systemer: Sampling. Z-transformasjon. Diskretisering av kontinuerlige systemer og regulatorer.

Kunnskaper og forståelse:

• Har god teoretisk og praktisk forståelse av de temaene som gjennomgås.
• Dybdekunnskaper innen lineære systemer, tids- og frekvens­responser, og om analyse og modellering av prosesser og reguleringssystem.
• Har grundige kunnskaper om PID-regulering og andre tradisjonelle reguleringsstrategier
• Gode kunnskaper om implementering av reguleringssystemer i Matlab/ Simulink.

Ferdigheter:

• Kan bruke matematikk og dataverktøy for matematisk modellering, og analyse av prosessdynamikk og reguleringssystemer.
• Skal kunne bruke ulike metoder for design av PID-parametere og vurdere resultater basert på simuleringer og praktiske tester.
• Skal være i stand til å foreslå riktig reguleringsstrategi for enkle prosessdynamiske anlegg.

Generell kompetanse:

• Forstår den matematiske beskrivelsen av enkel prosessdynamikk og anvendelse av matematiske metoder og for analyse og design av regulerings-systemer og støttesystemer. 

Du vil få en reduksjon i antall studiepoeng (som oppgitt under), dersom du avlegger eksamen i dette emnet og har bestått følgende emne(r) fra før av:

• AUT-2005 Reguleringsteknikk 10 stp

56t forelesning, 22t regneøving, 24t laboratorieoppgaver.

Andre bestemmelser: Bruk av dataverktøyene Matlab og Simulink er sentralt i kurset og det forventes en del egenlæring i disse verktøyene.

Undervisnings- og eksamensspråk

Arbeidskrav:

Tre arbeidskrav som må være godkjent før studenten kan ta eksamen:

• Godkjent øvingsopplegg
• Godkjent oppmøte på samtlige lab.-gjennomføringer
• Godkjent lab.-rapport på samtlige lab.-gjennomføringer

Eksamen:

4-timers skriftlig eksamen.

Vurdering:

Det gis bokstavkarakterer på en skala fra A til F, hvor F er ikke-bestått.

Kontinuasjon:

Det gis rett til kontinuasjon.