Reglerteknik M, TSRT15 för M3 HT2 2011

Löpande information om kursen finns under länken Senaste nytt till höger.

---

Mål

Kursen skall ge förståelse för dynamiska system och hur denna typ av system kan styras med hjälp av återkoppling. Vidare skall ges kunskaper om grundläggande matematiska metoder för att analysera och dimensionera återkopplade reglersystem. Kursen skall också ge färdigheter i användning av moderna datorverktyg för analys, dimensionering och simulering av reglersystem.

Efter att ha läst grundkursen och fortsättningskurser i reglerteknik och närliggande ämnen kan man läsa en projektkurs i reglerteknik.

Föreläsningar

Examinator och föreläsare är Johan Löfberg, e-post: , rum: B-huset, A-korridor rum 536, tel: 28 4029. En preliminär föreläsningsplan finns i slutet av sidan.

Lektioner

Lektionerna leds av

	M3A	Daniel Karlsson,
	M3B	Isak Nielsen,
	M3C	Hanna Nyqvist,
	M3D	Johan Wågberg,
	Exchange	See English page

En lektionsplan finns längst ner på sidan.

Laborationer

I kursen ingår tre obligatoriska laborationer:

• Laboration 1, PID-regulatorn (LAB-PM)
• Laboration 2, Modellbaserad reglering av dubbeltankar (LAB-PM)
• Laboration 3, Reglering av inverterad pendel (LAB-PM)

Laborationerna sker i grupper om två personer. Laboration 1 och 2 genomförs med 8 grupper samtidigt dvs 16 studenter. Laboration 3 genomförs med 16 grupper samtidigt dvs 32 studenter. Labanmälan sker via websystem. En länk kommer att skickas ut. Ansvarig för labschemat är Johan Löfberg,

Inför laboration 1 krävs förutom genomläsning av lab-PM att förberedelseuppgifterna är genomarbetade. Förberedelseuppgifterna till laboration 1 finns i lab-PM.

Laboration 2 genomförs i en friare form. Laboranterna får själva lägga upp en plan för laborationens genomförande utifrån uppställda mål. Förberedelseuppgifter och laborationsplan ska vara väl genomarbetade före laborationen. Detta kräver en del arbete, så börja i god tid. Laborationen redovisas i form av en rapport som lämnas in senast 7 dagar efter laborationstillfället och examineras muntligt efter att labassistenten har läst rapporten.

Laboration 3 genomförs i datorsal med hjälp av Matlab. För laboration 3 krävs att förberedelseuppgifterna är genomarbetade. För att klara laborationen krävs dessutom vana att hantera programvaran, vilket fås på datorlektionerna (se nedan). Någon i labgruppen måste också ha ett konto på datorerna, även det beskrivs nedan. Laborationen inleds med ett kort kunskapstest, en dugga, där minst tre av fem uppgifter måste besvaras korrekt för att man ska få delta i laborationen.

Laboration 1 och 2 utförs i RT1 (Reglertekniks lablokal Laboteket i C-korridoren vid ingång 27). Laboration 3 utförs i någon av ISY:s datorsalar, ingång 25, 1 tr .

Laboteket finns tillgängligt för eget arbete på icke schemalagd tid. För att komma in använder du ditt passerkort.

Mer info:

Labotekets hemsida

Info om ISY:s datorsalar

Datorlektioner

Modern konstruktion av reglersystem innebär mer och mer att man arbetar interaktivt med datorhjälpmedel. För att demonstrera detta arbetssätt och kunna illustrera fenomen som inte framgår vid handräkning har fyra lektioner förlagts till ISY:s datorsalar. Dessa fyra datorlektionerna tjänar också som en förberedelse inför laboration 3.

För att du ska kunna utföra datorlektionerna och laboration 3 måste du ha ett konto på ISY:s studentdatorer. För att komma in i datorsalarna och Laboteket under icke-kontorstid använder du ditt passerkort.

Ett tips för att kunna utnyttja datorlektionerna effektivt är att före lektionen läsa igenom lämpliga delar av "Grundläggande reglerteknik med Matlab och Control Systems Toolbox" som finns i den bakre delen av exempelsamlingen.

Mer info:

Att skaffa konto på ISY:s studentdatorsystem.

MATLAB

Alla studenter vid LiTH har möjlighet att låna den senaste versionen av Matlab-programvaran genom ett licensavtal mellan LiTH och Mathworks. Programvaran finns på studentportalen.

Epostlista

Om du är registrerad på kursen är du automatiskt med på listan tsrt15-ht2011@student.liu.se. Eventuell information om kursen, utöver den som finns här, kommer att skickas ut på denna lista och/eller ges vid föreläsningarna.

Mer info:

Studentsidans information om e-postlistor.

Kurslitteratur

• T. Glad och L. Ljung: "Reglerteknik - Grundläggande teori". Studentlitteratur 2006. (Ny upplaga 2006. Om du har tidigare upplaga finns information här )
• Reglerteknik: Exercises. Innehåller uppgifter, tips, svar, reglerteknisk ordlista samt en introduktion till Control Systems Toolbox som användas på datorlektionerna.
• Reglerteknik: Solutions for Exercises in Automatic Control. Utförliga lösningsförslag till uppgifterna.

Kursboken finns att köpa på (bl a) Bokakademin och Akademibokhandeln. Kompendier finns att köpa på Bokakademin.

Tentamen

Omfattar 5 timmar och består av räkneuppgifter som kan ge sammanlagt 50 poäng. Tillåtna hjälpmedel är: kursbok med normala inläsningsanteckningar (ej lösningar till uppgifter), formelsamling och räknare utan färdiga program.

Preliminär föreläsningsplan:

Kursen omfattar 12 föreläsningar.

Hänvisningarna till boken nedan gäller upplaga 4 som kom ut hösten 2006. Om du har en äldre upplaga finns preliminär föreläsningsplan här .

Nr.	Innehåll	Kapitel
1	Inledning, vad är reglerteknik? Återkoppling, blockschema, P-reglering. Differentialekvationer. Signaler och system.	1.1 - 2.5
2	Stegsvarsspecifikationer. Överföringsfunktion, poler, stabilitet. Poler och stegsvar.	2.2 - 2.6
3	Återkoppling, blockschemaräkning. PID-reglering	2.7 - 3.6
4	Stegsvarsspecifikationer. Rotort.	3.6-3.7
5	Framkoppling. Frekvensbeskrivning, decibel, Bodediagram.	7.3, 4
6	Frekvensbeskrivning, decibel, Bodediagram.	4
7	Specifikationer i frekvensplanet. Samband mellan Bodediagrammet för kretsförstärkningen och Bodediagrammet för slutna systemet. Samband mellan Bodediagram och stegsvar.	5.1 - 5.3
8	Lead-lag-kompensering.	5.4 - 5.8
9	Känslighet och robusthet. Bodes integral.	6
10	Tillståndsbeskrivning. Linjärisering. Styr- och observerbarhet. Minimal realisering.	8.1 - 8.9
11	Tillståndsåterkoppling, observatör.	9
12	Återkoppling från rekonstruerade tillstånd. Integralverkan. Sammanfattning.	9.5-9.6, 11

OH-bilder till föreläsningarna läggs upp här innan föreläsningarna.

OBS! Följande avsnitt ingår ej:
2.A, 3.8, 7.2, 7.4, 10

Lektionsplan:

Kursen omfattar 12 lektioner, numrerade 1-12 nedan. Lektion "0" är inte schemalagd, utan anger bara några lämpliga repetitionsuppgifter.

Lektionerna är avsedda att ta upp och behandla studenternas frågor kring uppgifterna. Genom att ha utförliga lösningsförslag hoppas vi kunna frigöra tid från ren problemdemonstration, och istället ge tid åt diskussioner och frågor. Uppgifterna nedan är förslag på uppgifter.

Lektioner märkta med D är datorlektioner.

Nr.	Innehåll	Lektionsuppgifter	Hemuppgifter
0	Repetition	1.5, 1.7, 1.8, 1.4, 1.11, 1.12
1	Modellbygge, stegsvar, stabilitet, specifikationer	3.1, 3.2, 2.5	2.10, 2.4, 2.9
2	Poler och stegsvar, blockschemaräkning, PID-reglering	3.2, 3.3, 3.25	3.27, 3.28, 3.29, 3.30
3D	Specifikationer, poler och stegsvar, PID-reglering, nollställen	2.6, 3.5, 2.7
4	Rotort, frekvenssvar	3.6bc, 3.8, 3.10	3.6a, 3.12
5D	Rotort, PID	3.22, 3.10, 4.7cd	7.4
6	Bodediagram, samband bode - stegsvar	4.8, 4.7, 5.5	4.9, 4.10, 4.1
7	Lead-lagkompensering	5.2, 5.6	5.11 (ej uppg a), 5.15
8D	Bode, frekvenssvar, lead-lag	4.5, 3.24, 5.13
9	Känslighet och robusthet	6.4, 6.7, 6.9, 6.8, 6.5	6.1, 6.6, 6.4
10	Tillståndsbeskrivning, linjärisering, styr- och observerbarhet	8.4c, 8.3, 8.2	8.13, 8.6
11	Tillståndsåterkoppling, observatör	9.1, 9.2, 9.3a	9.5, 9.15, 9.4
12D	Robusthet, tillståndsåterkoppling, framkoppling	9.14ab, 6.10

Vi är mycket tacksamma om ni rapporterar de fel ni hittar i övningsmaterialet till Johan Löfberg, .