Faglig innhold

Følgende tema vil bli gjennomgått:

Lineær systemteori og klassisk reguleringsteknikk.

Modellering, analyse og regulering i tilstandsrommet.

Kvadratiskoptimal regulering og -estimering (Kalmanfilteret).

Analyse og regulering av digitale systemer.

Avanserte metoder for optimal og robust regulering.

Systemidentifikasjon.

Modellprediktiv regulering (MPC).

Læringsutbytte

Læringsutbytte - Kunnskap:

forklare styrker og svakheter ved å bruke lineariserte modeller.

beskrive og sammenlikne klassisk og moderne reguleringsteknikk.

Læringsutbytte - Ferdigheter:

analysere stabilitet og ytelse til lineære, tidsinvariante, kontinuerlige og digitale systemer.

vurdere styrbarhet og observerbarhet og konstruere tilstandsregulatorer og tilstandsestimatorer basert på polplassering eller kvadratisk optimalisering for kontinuerlige og digitale systemer.

bruke avanserte metoder for optimal og robust regulering, for eksempel modellprediktiv regulering (MPC), H-infinity regulering, strukturert singularverdi-syntese, tidsoptimal regulering med pre-formet input, og utgangsratevektet lineær optimalregulering.

identifisere og konstruere lineære og ulineære systemmodeller ved bruk av System Identification Toolbox for Matlab.

Læringsutbytte - Kompetanse:

anvende datamaskiner og programverktøy (Matlab/Simulink) for simulering (modellering, analyse, regulering og systemidentifikasjon) og visualisering av systemers dynamikk.

skriftlig og muntlig presentere problemstillinger, løsningsmetoder, og resultater på en profesjonell og tilnærmet vitenskapelig måte.

Læringsformer og aktiviteter

Pedagogiske metoder:

 Emnet benytter seg av følgende pedagogiske opplegg:

Workshops bestående av forelesninger, individuelle- og gruppebasert oppgaveløsing, praktiske demonstrasjoner, case-studier, presentasjoner og diskusjon, med fokus på simulering, praktisk anvendelse, og undersøkende og konstruerende læring.

Obligatorisk ukentlig lab med øvingsoppgaver som samles i labrapporter til levering.

Obligatorisk midtsemesterprøve.

Lab og midtsemesterprøve må bestås for rett til å ta eksamen. Dette motiverer studenten til jevn studieprogresjon og målrettet arbeid fra første dag. Tilbakemeldingene fra lab og midtsemesterprøve gir mulighet til å justere kursen underveis både for lærer og student.

Obligatoriske arbeidskrav:

Ukentlig obligatorisk lab med øvingsoppgaver som samles i labrapporter, som må bestås.

Midtsemesterprøve som må bestås.

Obligatoriske aktiviteter

• Obligatorisk arbeidskrav

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Emnet bygger på IR102412 Fysikk og kjemi for IKT, IE203312 Måleteknikk med statistikk og IE203612 Reguleringsteknikk.

Kursmateriell

Obligatorisk:

Tewari, A.: Modern Control Design with Matlab and Simulink, Wiley (2002)

Tillegg:

Balchen, J. G., Andresen, T., & Foss, B. A.: Reguleringsteknikk, Institutt for teknisk kybernetikk, NTNU (2003)