TEL240 Reguleringsteknikk og automasjon

Studiepoeng:10

Ansvarlig fakultet:Fakultet for realfag og teknologi

Emneansvarlig:Finn Aakre Haugen

Campus / nettbasert:Undervises campus Ås

Undervisningens språk:Norsk

Frekvens:Årlig

Forventet arbeidsmengde:Ca. 250 timer.

Undervisnings- og vurderingsperiode:Emnet har undervisning og vurdering i vårparallellen.

Om dette emnet

Dynamiske systemer: Matematisk modellering med differensiallikninger, tilstandsrommodeller og transferfunksjoner. Prosessdynamikk. Stabilitetsanalyse. Frekvensresponsanalyse. Programmering av simulatorer for dynamiske systemer.

Reguleringsteknikk: Motivasjon for reguleringsteknikk. Tilbakekoplet regulering med PID-regulator. Dokumentasjon av reguleringssystemer med blokkdiagram og tekniske flytskjemaer. Komponenter i reguleringssløyfen, inkl. industrielt automatiseringsutstyr, aktuatorer (pådragsorganser) og sensorer. Regulatorinnstilling. Foroverkopling. Kaskaderegulering. Forholdsregulering. Stabiliserende regulering av prosessanlegg. Faktorer som påvirker stabiliteten for en reguleringssløyfe. Stabilitetsmarginer. Tilstandsestimering med Kalman-filter. Modellbasert regulering med invers dynamikk-regulering, lineær-kvadratisk (LQ-) regulering og modell-prediktiv regulering (eng.: model-based predictive control, MPC). Logisk og sekvensiell styring. PLS-systemer (programmerbar logisk styring). Programmering av simulatorer for reguleringssystemer.

Programvare: Python, OpenModelica og LabVIEW.

Dette lærer du

Studentene skal ha ervervet kunnskaper om og ferdigheter i anvendelse av systemteori for dynamiske systemer, herunder matematisk modellering av dynamiske systemer, forskjellige modellrepresentasjoner, beregning av tidsresponser og analyse av dynamikk. Studentene skal også ha kunnskaper om og ferdigheter i anvendelse av de mest brukte metodene for analyse og design av reguleringssystemer, herunder valg av regulatorfunksjon og beregning av regulatorparametere. Videre skal studentene ha opparbeidet kunnskaper om og ferdigheter i bruk av datamaskin og automatiske systemer for regulering av fysiske prosesser. Studentene vil etter endt emne ha fått en forståelse av gode grunner for å velge å automatisere prosesser som alternativ til bruk av manuell arbeidskraft.
  • Forelesninger, teoretisk oppgaveløsing, simuleringer, laboratoriearbeid, selvstudium.
  • Veiledning ved hjelpelærer(e) og emnelærer.
  • Finn Aakre Haugen: Modeling, Simulation and Control, utgave januar 2024. (Fritt tilgjengelig PDF-dokument.)
  • Grunnleggende kunnskaper om lineær algebra (matrise- og vektorregning), differensiallikninger, komplekse tall og Laplacetransformasjon.
  • Individuell campuseksamen (flervalgseksamen) med studentens egen PC. Karakterregel: A-F. Varighet: 3 timer. Hjelpemidler: A2, tilgang til PDF-filer på egen PC.

    Obligatoriske krav: Arbeidskravene må være godkjente for å gå opp til eksamen.

  • Ekstern sensor godkjenner eksamensoppgavene og samarbeider med emnelæreren (intern sensor) om fastsettelse av karakterne.
  • Fire arbeidskrav som samlet dreier seg om simulering, programmering og laboratoriearbeid må være godkjente for å få adgang til eksamen.
  • None
  • Hovedsakelig 4 timer forelesning og 2 timer øvingsveiledning hver uke. Det kan bli aktuelt med en egen timeplan for gjennomføring laboratorieoppgavene.
  • Bokstavkarakterer