Faglig innhold

Matematisk modellering av fysiske systemer (elektriske-, mekaniske-, elektromekaniske-) i både frekvens- og tidsplanet (transferfunksjoner, differensiallikninger, tilstandsrommodeller). Analyse av første-, andre-, og høyereordens systemers egenskaper og ytelse i form av tidsrespons (stabilitet, statisk avvik, integrert avvik, oversvingsfaktor, innsvingningstid og responstid) og frekvensrespons (amplitude, fase, forsterkningsmargin, fasemargin, stabilitet, båndbredde, statisk avvik, tidsforsinkelse, Bodediagram, Nyquists stabilitetskriterium, Nyquistdiagram, forhold mellom transientrespons og sløyfefrekvensrespons). Systemteori, system av systemer, ekvivalente systemer, blokkdiagrammer og systemreduksjon. Styrbarhet og konstruksjon av regulerings- og følgesystemer ved bruk av PID-regulering, foroverkobling og tilstandsregulering. Observerbarhet og tilstandsestimering. Simulering og visualisering av systemer som hjelpemiddel til og verifikasjon av modellering, analyse og regulering.

Læringsutbytte

Læringsutbytte - Kunnskap: beskrive styrker og svakheter ved å modellere fysiske prosesser som lineære og tidsinvariante systemer. kvalitativt beskrive endringer i egenskaper og ytelse til et tilbakekoblet systems dynamikk. sammenlikne styrker, svakheter og forutsetninger ved ulike former for PID-regulering og tilstandsregulering.    Læringsutbytte - Ferdigheter: modellere dynamiske systemer som lineære og tidsinvariante i både frekvens- og tidsplanet. analysere både kvalitativt og kvantitativt egenskaper og ytelse til dynamiske systemer. konstruere regulerings- og følgesystemer ved bruk av ulike former for PID-regulering, foroverkobling og tilstandsregulering og verifisere om kravspesifikasjoner til systemet har blitt oppnådd. konstruere tilstandsestimatorer for systemer der tilstandene ikke er direkte målbare og bruke de estimerte tilstandene i syntese med tilstandsregulering.    Læringsutbytte - Kompetanse: anvende dataverktøy for simulering (modellering, analyse og regulering) og visualisering av systemers dynamikk. skriftlig og muntlig presentere problemstillinger, løsningsmetoder, og resultater på en profesjonell måte.

Læringsformer og aktiviteter

Pedagogiske metoder: 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 labrapport til slutt. 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: Obligatorisk ukentlig lab med øvingsoppgaver som samles i labrapport til slutt. Obligatorisk midtsemesterprøve. Både labrapport og midtsemesterprøve må bestås for rett til eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Obligatorisk arbeidskrav

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

IR102412 Fysikk og kjemi i forhold til modellering av fysiske prosesser, numeriske beregninger, og bruk av beregningsverktøy. Emnet drar også veksler på IE203312 Måleteknikk med statistikk i forhold til stokastiske prosesser.

Kursmateriell

Obligatorisk: Nise, N.S.: Control Systems Engineering, 8th ed. Wiley (2019)

Studiepoengreduksjon