Course code TEL240

TEL240 Reguleringsteknikk og automasjon

English course information

Søk etter andre emner

Viser emneinfo for studieåret 2022 - 2023.

Emneansvarlige: Finn Aakre Haugen, Antonio Candea Leite
Medvirkende: Lars Grimstad
Studiepoeng: 10
Ansvarlig fakultet: Fakultet for realfag og teknologi
Frekvens: Årlig
Undervises på språk: NO
(NO=norsk, EN=Engelsk)
Undervises i periode:
Emnet starter i vårparallellen. Emnet har undervisning og vurdering i vårparallellen.
Første gang: Studieår 2008-2009
Undervises hvor?: Campus Ås
Emnets innhold:

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 og OpenModelica i emnets teoretiske deler, og LabVIEW og Matlab i laboratorieoppgaver.

Læringsutbytte:
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.
Læringsaktiviteter:
Forelesninger, teoretisk oppgaveløsing, simuleringer, laboratoriearbeid, selvstudium.
Læringsstøtte:
Veiledning ved hjelpelærer(e) og emnelærer.
Pensum:
Finn Aakre Haugen: Modeling, Simulation and Control, utgave januar 2023. (Fritt tilgjengelig PDF-dokument.)
Forutsatte forkunnskaper:
FYS235 - Elektronikk/FYS230-Elektroteknikk, MATH113 - Lineæralgebra og lineære differensiallikning, eller grunnleggende elektronikk og matematikk på universitetsnivå fra andre læresteder (matriseregning, differensiallikninger, komplekse tall og Laplacetransformasjon).
Anbefalte forkunnskaper:
Ingen utover forutsatte forkunnskaper for emnet.
Obligatorisk aktivitet:
Fire arbeidskrav som samlet dreier seg om simulering, programmering og laboratoriearbeid må være godkjente for å få adgang til eksamen.
Vurderingsordning:
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.
Sensor:
Ekstern sensor godkjenner eksamensoppgavene og samarbeider med emnelæreren (intern sensor) om fastsettelse av karakterne.
Normert arbeidsmengde:
Ca. 250 timer.
Opptakskrav:
Realfag
Undervisningstid:
Hovedsakelig 4 timer forelesning og 2 timer øvingsveiledning hver uke. Det kan bli aktuelt med en egen timeplan for gjennomføring laboratorieoppgavene.
Hjelpemidler ved skriftlig eksamen(er): A2 Ingen kalkulator, spesifiserte andre hjelpemidlerTilgang til PDF-filer på egen PC.
Eksamensdetaljer: Skriftlig eksamen: Bokstavkarakterer