ÄMNE (enl SCB)
Elektroteknik
NIVÅ/DJUP
A G
PROGRAM/TIDSPERIOD
Mi2 / Lp III
SPRÅK: Svenska
EXAMINATOR
G Harlin Univ adj
FASTSTÄLLD
Kursplanen är fastställd av Institutionen för systemteknik 1997-02-19, reviderad 1999-02-19 att gälla från HT99.
FÖRKUNSKAPSKRAV
MÅL
Studenterna ska lära sig de vanligaste klassiska metoderna för analys och syntes av återkopplade reglersystem.
INNEHÅLL
Inledning:
Introduktion av några vanliga reglertekniska begrepp, t.ex statiska system, dynamiska system, process, referenssignal (börvärde), styrsignal, utsignal (ärvärde), störning, öppna system, mätsignal, återkoppling, regulator, slutna system, reglerproblemet, servoproblemet, regulatorproblemet, reglerfel, modellbygge, linjärisering, specifikationer, syntes, implementering (realisering), etc.
Matematiska modeller:
Matematisk modellering av fysikaliska system. Differentialekvationer. Linjärisering.
Matematiska hjälpmedel:
Laplacetransformen. Deriveringssatsen. Transformlexikon. Överföringsfunktion. Poler. Nollställen. Stegsvar. Slutvärdessatsen. Statisk förstärkning. Begynnelsevärdessatsen. Impulssvar. Viktsfunktion. Superpositionsprincipen. Blockscheman.
Simulering:
Introduktion av programmet Regsim, vilket är ett program för bl.a simulering av linjära och olinjära differentialekvationer. Tillståndsvariabler. Tillståndsvariabeldiagram.
Återkopplade system:
PID-regulatorn. Processtörningar. Kvarstående reglerfel. Integralverkan. Stabilitetsbegrepp. Karaktäristiska ekvationen. Routh-Hurwitz-kriteriet. Kvarstående reglerfel. Felkoefficient. Rotorten. Förenklade Nyquist-kriteriet. Tidskonstant. Relativ dämpning. Kritisk dämpning.
Frekvensanalytiska designmetoder:
Frekvensfunktionen. Superpositionsprincipen. Frekvenssvar. Frekvensanalys. Lågpassfilter. Nicholsdiagram. Bodediagram. Amplitudkurvan. Faskurvan. Resonanstopp. Asymptotiska Bodediagram. Brytfrekvens. Lågfrekvensasymptot. Högfrekvensasymptot. Dekad. Oktav. Decibel. Tidsfördröjningar. Amplitudmarginal (förstärkningsmarginal). Fasmarginal. 3dB-bandbredd. Skärfrekvens. Resonanstopp. Resonansfrekvens.
Dimensionering av regulatorer:
Ziegler-Nichols metoder. Frekvensanalytisk dimensionering. PID-regulatorer. Kaskadreglering. Framkoppling.
Datorn som regulator:
Inledande exempel. Matematiska hjälpmedel för samplade system. Frekvensspektrum.Fourierserien. Rekonstruktion av samplad signal. Differensekvationer. Något om z-transformen och räkneregler för z-transformen.
Diskretisering av processer:
Diskretisering av kontinuerliga processer med hjälp av tabell.
Stabilitet för samplade system:
Stabilitetskriterier. Jury´s test. Routh-Hurwitz-kriteriet.Rotorten. Nyquistkriteriet.
Översättning av tidskontinuerligt dimensionerade regulatorer:
Eulers metod. Backward difference. Tustin´s metod. PID-regulator implementerad i dator.
Tidsdiskret dimensionering av regulatorer:
Polplacering med digitala PID-regulator. Statisk förstärkning. Synpunkter på val av samplingsintervall.
Laborationer:
nr 1 o 2 RegSim-övning I och II
nr 3 En tankprocess
nr 4 Samplade system
UNDERVISNING
Undervisningen består av föreläsningar, räkneövningar och laborationer. Laborationerna avser att ge insikt i hur teorin kan tillämpas i praktiskt reglertekniskt arbete samt att ge ökad förtrogenhet med analys- och simuleringsverktyg.
EXAMINATION
Skriftlig tentamen med differentierade sifferbetyg och godkända laborationer.
KURSENS BETYGSKALA: U, 3, 4, 5
MOMENT/PROV
