PRO301 Prosessregulering

Innhold og oppbygning

Emnet omhandler grunnleggende prinsipper for modellering, simulering, analyse og design av klassiske, monovariabel (SISO = single-input-single-output) reguleringssystemer ved bruk av PID og 'lag-lead' regulator for de mest brukte industrielle anvendelser. Det gis også en innføring i flervariable (MIMO = Multiple-input-multiple-output) systemer, og bruk av tilstandsrom for å beskrive disse.

Emnet tar tema innen elektrisitetslære, mekanikk, fluidmekanikk, varmelære og elektromagnetisme, samt kalkulus, lineære systemer og stabilitet fra matematikk for å danne et naturvitenskapelig fundament for arbeidet med dynamiske, automatiserte systemer innen teknologiske fag.

Reguleringsteknikk gir en innføring i følgende konsepter og temaer:

• Dynamisk modellering av fysiske SISO og MIMO systemer som elektriske, mekaniske og elektromekaniske, strømningssystemer og termiske systemer ved hjelp av fysiske prinsipp
• Matematisk modellering av (LTI = Linear-Time-Invariant) systemer ved hjelp av differensiallikninger, sprangrespons og linearisering
• Reduksjon av mer komplekse systemer ved hjelp av blokkdiagram eller regning
• Frekvensanalyse ved bruk av Bodediagram
• Stabilitetsanalyse
• Stasjonæravvik
• Lag-Lead- og PID-regulatordesign

Læringsutbytte

Etter gjennomført emne skal studenten ha følgende læringsutbytte definert i form av kunnskaper, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskaper

Studenten

• har kunnskap om modellering av dynamiske prosesser og mer komplekse, sammensatte systemer fra grunnleggende prosesser
• har kunnskap om bruk av sensor-, aktuator- og målesystemer i modellering av prosesser i åpen sløyfe og lukkede sløyfe med negativ tilbakekopling samt analyse av stabilitet
• har kunnskap om hvordan prosessmodellering og krav som avvik, frekvens- og tidsegenskaper samt systemets transientrespons er nødvendige verktøy for å kunne beskrive, designe og simulere klassiske SISO og MIMO reguleringssystemer

Ferdigheter

Student

• kan anvende fysiske prinsipper og begreper innen matematisk beskrivelse og analyse av flerfaglige dynamiske systemer
• behersker grunnleggende dynamisk modellering og kan estimere prosess parametere både fra teori og eksperiment, beregne nødvendige regulatorer ut fra modellen til prosessen, krav om stabilitet samt ulike krav som stilles om reguleringssystemets egenskaper
• kan innhente, prosessere og presentere numeriske data fra eksperimenter og sammenlikne og analysere disse med data fra teoretisk design og simuleringsverktøy

Generell kompetanse

Studenten

• kan oppnå relevante svar på faglige problemstillinger innen ingeniørfag gjennom bruk av metoder og undersøkelser fra dynamiske systemer og reguleringsteknikk
• har forståelse for ingeniørens rolle i samspillet mellom den teknologiske utvikling og samfunnets behov

Krav til forkunnskaper

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

MAT111 Matematikk 1 og MAT211 Matematikk 2

PRO 202 Anvendt fluidmekanikk

Undervisnings- og læringsformer

Undervisningen omfatter nett- og samlingsbaserte forelesninger, oppgaveregning og praktiske oppgaver både i klassen og på laboratoriet. Bruk av PC med teknisk basert programvare og simuleringsverktøy som Python for både kontroll, prosessering, lagring og presentasjon av data er sentralt i kurset.

Obligatorisk læringsaktivitet

2 obligatoriske innleveringer

2 laboratorieøvinger (obligatorisk fremmøte)

De obligatoriske aktivitetene må være gjennomført og godkjent til fastsatte frister, for å kunne gå opp til eksamen.

Vurderingsform

Digital skoleeksamen, 4 timer

Karakterskala A-F, der F tilsvarer ikke bestått.

Hjelpemidler ved eksamen

Alle hjelpemidler er tillatt

Mer om hjelpemidler