AUT-2603 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. 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. 

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.

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.

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.