Norges landbrukshøgskole, institutt for tekniske fag

Kurs: Videregående modellering og regulering

5 studiepoeng

Høstsemesteret 2004

Mål

Kurset skal gi en innføring i matematisk modellering basert på måledata (loggedata), tilstandsestimering, simulering med estimert modell, multivariabel regulering, samt modellbasert innstilling av PID-regulatorer på basis av estimert prosessmodell. Som grunnlag for disse emnene gis en innføring i systemteori for tidsdiskrete dynamiske systemer, samt for stokastiske systemer og signaler.

Innhold

• Tidsdiskrete signaler og systemer: Sampling. z-transformasjon. Differenslikninger. z-transferfunksjon. Frekvensrespons. Tidsdiskrete filtere. Tidsdiskret tilstandsrommodell. Diskretisering av kontinuerlige systemer. Stabilitetsanalyse. Stokastiske signaler og systemer. Simuling av tidsdiskrete systemer.
• Datadrevet modellering: Estimering av parametre i en inn-ut modell i form av en differenslikning eller z-transferfunksjon vha. minste-kvadraters metode og vha. en underromsmetode ("subspace-metode"). Tilstandsestimering med Kalman-filter.
• Multivariabel regulering: Enkeltsløyferegulering med gunstig valg av pådrag-måling-parring, dekopling, modellbasert prediktiv regulering.
• Modellbasert innstilling av PID-regulatorer: Bruk av loggedata for den regulerte prosessen i en virksom reguleringssløyfe for å beregne PID-parametre ut fra estimert prosessmodell.
• Bruk av dataverktøy: LabVIEW og MATLAB m/SIMULINK.

Faglige forutsetninger

Kurset forutsetter forkunnskaper tilsvarende TEL230 Reguleringsteknikk.

Undervisningsopplegg

Undervisningen gjennomføres som internettbasert fjernundervisning med enkelte samlinger og laboppgaver. Kurset inndeles i 13 leksjoner. Til hver leksjon blir det i kursets framdriftsplan angitt regneøvinger (hentet fra øvingsboken) og datamaskinøvinger. Laboppgavene og enkelte av datamaskinøvingene er obligatoriske, og løsningene av disse skal sendes faglærer via e-post og/eller framføres av studentene under samlingene.

Litteratur

• F. Haugen: Regulering av dynamiske systemer, bind 2, Tapir forlag, lærebok og tilhørende oppgave/løsningsbok.
• Diverse supplerende litteratur som vil bli utdelt eller gjort tilgjengelig via kursets hjemmeside.

Pensum

Pensum for prøven (se nedenfor) er i utgangspunktet litteraturen og øvingsoppgavene angitt i framdriftsplanen (som ikke er satt opp detaljert ennå). En endelig pensumoversikt vil bli utarbeidet mot slutten av kurset.

Evaluering

Ikke fastsatt ennå.

Lærer

Siv.ing. Finn Haugen, TechTeach. E-postadresse: finn@techteach.no.