Reguleringsteknikk

Emnet inneholder følgende tema, med vekt på praktisk bruk av digitale verktøy og laboratoriearbeid:

• Laplace-transformasjonen og modellering av dynamiske systemer med ordinære differensiallikninger og overføringsfunksjoner.
• Introduksjon til ulineariteter og linearisering.
• Poler, nullpunkt, tidsforløp og egenskaper til 1. og 2. ordenssystemer
• Grunnleggende stabilitetsteori.
• Blokkskjemaregning og -reduksjon.
• Avviksanalyse.
• Grunnleggende om rotkurver og endring av forsterkninger.
• Analyse og design av P, PI, PD og PID-regulatorer.
• Eksempler på alternative reguleringsstrukturer kan bli gjennomgått, f.eks. kaskaderegulering, foroverkobling, etc.

Emnet vektlegger teori og metoder i frekvensplanet (Laplace). Det kan være overlapp med temaer i emnet AIS2102 Dynamiske systemer, men sistnevnte vektlegger teori og metoder i tidsplanet.

Kunnskap

• Kandidaten kan beskrive hva et reguleringssystem er og grunnleggende prinsipper for analyse og design av reguleringssløyfer.
• Kandidaten kan definere grunnleggende reguleringssystemer og forklare virkemåte og hensikt med ulike komponenter.
• Kandidaten kan forklare sammenhengen mellom ordinære differensialligninger og overføringsfunksjoner.
• Kandidaten kan forklare begrepene transient respons og statisk respons, herunder begreper som stasjonært- og dynamisk avvik, reaksjonstid og stabilitet, og hvordan disse egenskapene kan spesifiseres.
• Kandidaten kan forklare hvordan et regulert system påvirkes dersom det benyttes P-regulator, tilbakekoblet hastighetsmåling, og varianter av PID-regulatorer, med hensyn til systemets ytelse.

Ferdigheter

• Kandidaten kan modellere grunnleggende elektriske, mekaniske og elektromekaniske systemer ved hjelp av ordinære differensialligninger og overføringsfunksjoner.
• Kandidaten kan angi karakteristikker ved dynamiske systemer kvalitativt basert på overføringsfunksjonen og kvantitativt gjennom matematisk analyse og simuleringer.
• Kandidaten kan tegne opp og redusere blokkskjemaer for dynamiske prosesser.
• Kandidaten kan stille inn regulatorer gjennom praktiske forsøk eller matematiske beregninger, og bekrefte resultatene gjennom simulering eller fysiske målinger.
• Kandidaten kan beregne hvordan forstyrrelser påvirker både det regulerte og det uregulerte systemet.
• Kandidaten kan foreta grunnleggende analyse av stabilitet
• Kandidaten kan benytte digitale verktøy som hjelpemiddel for alle nevnte ferdighetsmomenter.

Generell kompetanse

• Kandidaten kan anvende digitale verktøy for modellering, simulering, analyse og regulering av dynamiske systemer.
• Kandidaten kan presentere reguleringstekniske problemstillinger, løsningsmetoder og resultater skriftlig og muntlig for et teknisk publikum.

Emnet benytter forelesninger, øvingstimer og praktisk rettet laboratoriearbeid/prosjektarbeid som læringsformer. Det benyttes en konstruktivistisk tilnærming til læring, med stort fokus på problemløsing og praktisk anvendelse av teori.