ET1531 Reglerteknik

Programkurs, 6 Högskolepoäng, Grundnivå, vårterminen 2023

Denna kurs är del av program och går inte att söka till.

Syftet med kursen är att studenten ska förvärva grundläggande kunskaper och färdigheter i reglerteknik.

Fakta

  • Undervisningsform: Campus, dagtid, deltid 50%
  • Period: 2023 vecka 13 till 2023 vecka 22
  • Nivå: G1F
  • Anmälan: Denna kurs är del av program och går inte att söka till.
  • Språk: Undervisningen ges på svenska.
  • Ort: Karlskrona
  • Huvudområde: Elektroteknik
  • Kursplan: Ladda ner
  • Välkomstbrev: Denna kurs är en del av ett program och saknar välkomstbrev.
  • Förkunskapskrav: Avklarade kurser: Linjär alebra, Analys 2 och Fysik grundkurs (eller motsvarande kurser)
    Genomgångna kurser: Flervariabelanalys, Transformteori, Dynamik och Ellära (eller motsvarande kurser)

Innehåll

De dynamiska system som behandlas är samtliga tidskontinuerliga och tidsinvarianta. Med några undantag är de även linjära. Introduktion till reglertekniken: historia, exempel på reglersystem och reglerteknikens grundbegrepp. Beskrivning av dynamiska system med hjälp av tidsinvarianta ordinära differentialekvationer. Linjärisering, tillståndsform, viktfunktioner, Laplacetransformer, överföringsfunktioner, blockschemaräkning, Nyquist och Bodediagram. Simulering av system. Analys av system. Stabilitetsbegrepp. Stabilitetsundersökningar med hjälp av rotortmetoden, Routh kriterium, argumentvariationsprincipen och Nyquistkriteriet. Fas och amplitudmarginal. Syntes av reglersystem. Specifikationer, polplacering, kompenseringsfilter, PID-regulatorn, tillståndsåterkoppling, tillståndsestimering, framkoppling, kaskadreglering, robusthet, känslighet för störningar och parameterändringar. Digital implementering.

Lärandemål

Kunskap och förståelse
Efter genomförd kurs ska studenten:
• Kunna visa kunskap och förståelse för grundläggande begrepp inom reglerteknik.
• Kunna visa kunskap och förståelse för att dynamiska system kan beskrivas på de tre formerna; n:te ordningen differentialekvation, överföringsfunktion samt tillståndsform.
• Kunna visa kunskap och förståelse för sambanden mellan systemegenskaperna stabilitet, snabbhet och svängighet i tids- och frekvensplan.
• Kunna visa kunskap och förståelse för sambanden mellan polernas lägen och systemets förväntade snabbhet och svängighet.
• Kunna visa kunskap och förståelse för argumentvariationsprincipen för polynom.
• Kunna visa kunskap och förståelse för hur ett slutet system uppför sig baserat på det öppna systemets frekvensfunktion.
• Kunna visa kunskap och förståelse för hur en PID-regulator kan tolkas som en lead-lag-kompensering.
• Kunna visa kunskap och förståelse för tillståndsåterkoppling och tillståndsrekonstruktion.
• Kunna visa kunskap och förståelse för hur ett reglersystems känslighet och robusthet kan beskrivas.

Färdighet och förmåga
Efter genomförd kurs ska studenten:
• Kunna modellera och simulera enkla dynamiska system.
• Kunna verifiera och validera modeller med hjälp av uppmätta data och simuleringar.
• Kunna överföra linjära dynamiska system på tillståndsform till överföringsfunktion.
• Kunna analysera modeller av linjära dynamiska system med avseende på stabilitet, polplacering, snabbhet och svängighet.
• Kunna härleda in-utsignalsamband i återkopplade reglersystem med hjälp av blockschemaräkning.
• Kunna använda nyquistkriteriet där systemet ska kunna innehålla tidsfördröjningar.
• Kunna beräkna regulatorer på PID- och lead-lag-form utgående från givna specifikationer.
• Kunna beräkna tillståndsåterkoppling och tillståndsrekonstruktion.
• Kunna uföra enkel känslighets- och robusthetsanalys av reglersystem.
• Kunna specificera, modellera, konstruera och verifiera ett reglersystem för en labprocess.


Värderingsförmåga och förhållningssätt
Efter genomförd kurs ska studenten:
• Kunna värdera reglerteknikens betydelse för effektiv hantering av miljöpåverkan samt energi och resursförbrukning i olika typer av tekniska system.
• Kunna värdera prestanda för olika reglersystem.

Kurslitteratur och övriga läromedel

Kurslitteratur:
Glad och Ljung, Reglerteknik-Grundläggande teori, ISBN 978-91-44-02275-8, Studentlitteratur, 2006.

Referenslitteratur:
Franklin, Powell Emmami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, 7th edition, ISBN-13: 978-1-29-206890-9, Pearson, 2015.
Åström and Murray, Feedback Systems, An Introduction for Scientists and Engineers, ISBN-13: 978-0-691-13576-2 Princeton, 2008.

Övriga lärresurser:
Kursmaterial som föreläsningsanteckningar, övnings- och laborations-pm.

Kurslitteratur och övriga läromedel

Kurslitteratur:
Glad och Ljung, Reglerteknik-Grundläggande teori, ISBN 978-91-44-02275-8, Studentlitteratur, 2006.

Referenslitteratur:
Franklin, Powell Emmami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, 7th edition, ISBN-13: 978-1-29-206890-9, Pearson, 2015.
Åström and Murray, Feedback Systems, An Introduction for Scientists and Engineers, ISBN-13: 978-0-691-13576-2 Princeton, 2008.

Övriga lärresurser:
Kursmaterial som föreläsningsanteckningar, övnings- och laborations-pm.

Lärande och undervisning

Kursen bedrivs genom föreläsningar, övningar, inlämningsuppgifter och laborationer. Ingen praktik ingår i planerade lärtillfällen. BTH strävar efter tät kontakt med näringslivet vid utveckling av kurser och program.

Lärare

I genomsnitt bör en student räkna med att studera 160 timmar för att nå lärandemålen.
I denna tid ingår alla olika förekommande lärandeaktiviteter (föreläsningar, självstudier, examination m. m.).
Tidsuppskattningen baseras på att ett akademiskt år omfattar 60 högskolepoäng (motsvarar 60 ECTS credits),
som svarar mot en total studietid på ca 1 600 timmar. Den faktiska studietiden varierar individuellt.

Bedömning

Examinationsmoment för kursen
Kod Benämning Högskolepoäng Betyg
1805 Salstentamen 3 A-F
1815 Inlämningsuppgift 1 G-U
1825 Laboration 2 G-U

Betyg

Kursen bedöms med betygen A Utmärkt, B Mycket bra, C Bra, D Tillfredsställande, E Tillräckligt, FX Otillräckligt, komplettering krävs, F Underkänd.

Tentamina

Du kan läsa mer om tentamen i Studentportalen och där anmäler du dig till de flesta tentamina.


Det kan finnas andra planerade examinationstillfällen. Information om dem finns i lärplattformen Canvas eller på annan plats som kursansvarig hänvisar till.

Kursutvärdering

Kursansvarig ansvarar för att studenternas synpunkter på kursen systematiskt och regelbundet inhämtas och att resultaten av utvärderingar i olika former påverkar kursens utformning och utveckling.