Norges landbrukshøgskole, institutt for tekniske fag

TEL230 Reguleringsteknikk

Høstsemesteret 2003

Meldinger

(Utdaterte meldinger fjernes. Meldinger meddeles også alltid via e-post)

15.9.03: Rombytte: TF257 TF255. TF03 TF01.

13.8.03: E-postliste: Dersom du tenker å delta i kurset, oppfordres du til å sende din e-postadresse til faglærer: finn@techteach.no. E-post blir brukt aktivt i kurset gjennom semesteret.

Omfang

10 studiepoeng.

Kursets mål

• Gi en innføring i systemteori for dynamiske systemer, herunder matematisk modellering av dynamiske systemer, forskjellige modellrepresentasjoner, beregning av tidsresponser og analyse av dynamikk.
• Vise de mest brukte metodene for analyse og design av reguleringssystemer, herunder valg av regulatorfunksjon og beregning av regulatorparametre.

Innhold

• Introduksjon til reguleringsteknikk (beskrivelse av prosessen som skal reguleres, hvorfor regulere, prinsipper for regulering, anvendelser, terminologi, symbolbruk).
• Innføring i MATLAB, SIMULINK og LabVIEW. (MATLAB er et svært utbredt program for numeriske beregninger og visualisering av data, og SIMULINK, som bygger på MATLAB, er et program for simulering av dynamiske systemer.)
• Nødvendig matematisk grunnlag og systemteori for dynamiske systemer (differensiallikninger, komplekse tall, transferfunksjoner basert på Laplacetransformasjonen (men det blir bare litt Laplaceregning))
• Dynamikk (integrator, tidskonstant, 2. ordens system, tidsforsinkelse, litt om stabilitet)
• PID-regulering, herunder
  • PID-regulatorfunksjonen
  • Innstilling av PID-regulator, herunder Ziegler-Nichols' metoder og relébasert auto-tuning (Åstrøm-Hägglund-metoden).
  • Virkninger av å endre regulatorparametrene
  • Tidsdiskret PID-regulator
• Analyse av reguleringssystemer vha. transferfunksjoner og frekvensrespons
• Kaskaderegulering
• Foroverkopling fra prosessforstyrrelser
• Forholdsregulering
• Reguleringsstruktur for prosesstreng

Forkunnskaper

Matematiske forkunnskaper: Differensiallikninger. Komplekse tall. Laplacetransformasjonen brukes mye i kurset, men det gis en introduksjon, så en trenger ikke kjenne til Laplacetransformasjonen på forhånd.

Undervisningstid og -opplegg

Tid:

Faget undervises fredager kl. 0815-1000 og 1415-1600 på rom TF255 eller TF01. Detaljert tid og sted for forelesninger og øvinger framgår av framdriftsplanen. Første undervisningsdag er fredag 5.9.03. Siste undervisningsdag er fredag 5.12.03

Opplegg:

Undervisningen baseres på 

• forelesninger,
• regneøvinger hentet fra oppgave/løsningsboken,
• datamaskinøvinger basert på LabVIEW, Matlab og Simulink,
• datamaskinøvinger basert på det LabVIEW-baserte virtuelle laboratoriet SYSLAB,
• to lab-oppgaver

Lab.oppgavene samt enkelte av datamaskinøvingene er obligatoriske, hvilket innebærer at øvingene skal være utført på en tilfredsstillende måte. Dette kontrolleres ved demonstrasjon overfor faglærer eller veileder (ingen skriftlig rapport skal leveres).

Oppgavetekstene for datamaskin- og labøvingene vil bli gjort tilgjengelige fra fagets framdriftsplan.

Litteratur

• Finn Haugen: Dynamiske systemer - modellering, analyse og simulering, 2. utgave, Tapir Akademisk Forlag, 2003
• Finn Haugen: Praktisk reguleringsteknikk, 2. utgave, Tapir Akademisk Forlag, 2003
• F. Haugen: Lær LabVIEW trinn for trinn, Tapir Akademisk Forlag, 2003. Ikke påkrevet, men anbefales.
• F. Haugen: Lær MATLAB trinn for trinn, Tapir Akademisk Forlag, 2003. Ikke påkrevet, men anbefales.
• F. Haugen: Lær SIMULINK trinn for trinn Tapir Akademisk Forlag, 2003. Ikke påkrevet, men anbefales.

Bøkene kan kjøpes i bokhandelen.

Pensum

Pensum er det som er angitt som litteratur i framdriftsplanen, samt alle øvinger og løsningsforslag.

Også relevante funksjoner og kommandoer i MATLAB, SIMULINK og Control System Toolbox er pensum (en aktuell eksamensoppgave kan være å forklare hva enkelte funksjoner gjør, men det forventes ikke at man husker funksjonssyntakser i detalj). De aktuelle funksjonene er "step", "bode", "lsim", "tf",  "ss", "pole", "pzmap".

Evaluering (eksamen)

Skriftlig slutteksamen og deleksamen (datoer er ikke fastsatt). Enkelte obligatoriske regneøvinger og PC-øvinger (detaljert informasjon gis studentene i begynnelsen av semesteret). Obligatoriske lab-øvinger.

Skriftlig slutt eksamen teller 60 prosent av sluttkarakteren. Deleksamen teller 40 prosent av sluttkarakteren. De obligatoriske øvingene teller ikke med i sluttkarakteren. Tidsfrist for godkjenning av de obligatoriske øvingene meddeles studentene ved semesterstart.

Hjelpemidler til delaksamen og slutteksamen: Ingen (heller ikke kalkulator).

Oversikt over godkjente obligatoriske øvingsbesvarelser

Liste.

Obs: Du har selv ansvar for å sjekke at godkjenning av din øving er registrert på lista.

Tidligere eksamensoppgaver med løsning

• Eksamen i TEL230 Reguleringsteknikk holdt 2.12.02. Løsningsforslag.
• Eksamen h-01 er ikke tilgjengelig.
• Eksamen i fag TML300 Reguleringsteknikk 4.12.00. Løsningsforslag.
• Eksamen i TML300 Reguleringsteknikk holdt 2.12.99. Løsningsforslag.
• Eksamen i fag F4495 Prosessregulering ved HiT holdt 10.6.99. Løsningsforslag.
• Eksamen i fag F4495 Prosessregulering ved HiT holdt 9.6.00. Løsningsforslag.

Faglærer

Siv.ing. Finn Haugen, TechTeach. E-postadresse: finn@techteach.no. Telefon: 9701 9215.

Øvingsveileder

Faglærer er også øvingsveileder.