AUT-2005 Reguleringsteknikk - 10 stp

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. Tilstandsrom-modeller.
• "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.

Generell studiekompetanse og Matematikk R1 og R2 og Fysikk 1.

Søknadskode: 9391 - enkeltemner i ingeniørfag.

Kunnskaper og forståelse:

• Har god teoretisk og praktisk forståelse av de temaene som gjennomgås.
•  Dybdekunnskaper innen lineære systemer, tids- og frekvens-responser, 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.

Følgende arbeidskrav må være møtt før studenten kan fremstille seg til eksamen:

• 5 av 7 obligatoriske øvinger levert og godkjent
•  Har deltatt på alle praktiske øvelser på lab-en.
• Deltatt i skriving av, og fått godkjent en samlet laboratorierapport.

Eksamensform: 5 timers skriftlig eksamen. Eksamen kan bli avholdt på datalab med bruk av PC og programvarene Matlab og Simulink.

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

Kontinuasjonseksamen: Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte eksamen i dette emnet.

Tillatte hjelpemidler ved eksamen: Kalkulator med tømt minne.

Eksamensdato er foreløpig og vil kunne bli endret. Endelig eksamensdato kunngjøres ved oppslag på det enkelte fakultet primo mai for vårsemesteret og primo november for høstsemesteret.