ASE-2411 Johdatus systeemien hallintaan, 5 op
Introduction to System Operation
Vastuuhenkilö
Matti Vilkko, Veli-Pekka Pyrhönen
Opetus
| Toteutuskerta | Periodi | Vastuuhenkilö | Suoritusvaatimukset |
| ASE-2411 2019-01 | 3 - 4 |
Veli-Pekka Pyrhönen Matti Vilkko |
Osaamistavoitteet
ALAKOHTAISET OSAAMISTAVOITTEET JA KOMPETENSSIT: Kurssin suoritettuaan opiskelijat osaavat - suunnitella koejärjestelyn (esim. askelvaste- tai sinivastekokeen), jonka tuloksena syntyy edustavaa mittausdataa tutkittavan järjestelmän matemaattisen mallin laadintaa varten - laatia järjestelmän matemaattisen mallin kerätyn mittausdatan perusteella - analysoida järjestelmän matemaattisia malleja ja arvioida niillä järjestelmän staattisia ja dynaamisia ominaisuuksia - suunnitella takaisinkytketyn säätöjärjestelmän alan standardien suorituskykykriteerien ja vaatimusmäärittelyjen mukaisiksi - tarvittaessa arvioida, mistä syistä kaikkia vaatimusmäärittelyjä ei pystytty toteuttamaan - teollisuudessa paljon käytettyjen perussäätörakenteiden toimintaperiaatteet - soveltaa säätörakenteita teollisten prosessien tyypillisiin säätötehtäviin - käyttää Matlab- ja Simulink-ohjelmistoja tietokoneavusteisessa suunnittelussa GENEERISET KOMPETENSSIT: Oman opiskelukyvyn ja opiskelutaitojen kartoitus: Kurssin ensimmäisellä luennolla tehdään MSLQ (Motivated Strategies for Learning Questionnaire) - itsearviointitesti, jolla kartoitetaan opiskelijan tavoiteorientaatiota, oppimisodotuksia ja uskomuksia, affektiivisia tekijöitä, kognitiivisten ja metakognitiivisten strategioiden käyttötaitoa sekä henkilökohtaisia resurssien hallintastrategioita. Testin päätteeksi jokainen opiskelija saa automatisoidun henkilökohtaisen profiilin, joka sisältää 1) sanallisen kuvauksen, minkälainen oppija hän on ja mitkä ovat hänen tämän hetken vahvuutensa ja heikkoutensa. 2) vinkkejä, miten hän voi kehittää omia heikkouksiaan jatkossa ja miten hän voi hyödyntää omia vahvuuksiaan opiskelussaan nykyistä paremmin. 3) apuvälineitä henkilökohtaisen kehittymissuunnitelman tekoon. Omien opiskelutaitojen kehittäminen: Opiskelijat osaavat - luoda omat henkilökohtaiset muistiinpanot ja muut tukimateriaalit kurssin välikokeita ja/tai tenttiä varten - tarkkailla omaa oppimistaan kurssin aikana. (Mitä uskon osaavani? Mikä on vielä epäselvää? Missä olen kehittynyt?) - laatia välitavoitteet ja aikataulun kurssin harjoitustyön teon tueksi - tarkastaa käsin- ja tietokonelaskut vaihtoehtoisilla tavoilla ja menetelmillä - hakea rohkeasti apua silloin kun on vaikeaa ja työt eivät etene Lisäksi opiskelijat - haastavat omaa ajatteluaan (yksin, pareittain tai 3 hengen pienryhmissä) itse muodostetuilla viikoittaisilla aktiivisuuskysymyksillä, jotka liittyvät ko. viikon teemoihin - hyödyntävät siirtovaikutusta eri sovelluskonteksteissa - harjoittelevat tehokasta pari- ja pienryhmätyöskentelyä aikarajatussa luokkahuoneessa - tietävät, miten tunteiden säätelytaidot voivat vaikuttaa työskentelyn tehokkuuteen
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | - Siirtofunktioelementit, elementtien taajuusvasteiden piirtosäännöt, siirtofunktio taajuusvasteesta - 2DOF PID-säätimen rakenne ja toiminta, asetusarvopainot, asetusarvosuotimet, mittaussuotimet, high-frequency roll-off - PID-säätimen viritysmenetelmät: napojen asettelu, taajuusvaste, optimointi, Ziegler-Nichols-askelvastemenetelmä, Ziegler-Nichols-taajuusvastemenetelmä, Chien-Hrones-Reswick, Cohen-Coon, hitaimman navan kumoaminen, SIMC (Skogestad Internal Model Control), SIMC+, SWORD, MIGO, AMIGO - PID-säätimen toteutusmuodot ja toteutusmuotojen väliset muunnoskaavat - Siirtofunktiomallien reduktio ja korkean kertaluokan mallin approksimointi yksinkertaistetulla 1. tai 2. kertaluokan viiveellisellä mallilla - keskimääräinen viipymäaika - Gang-of-Six ja Gang-of-Four siirtofunktiokokoelmat ja säätöpiirin suorituskyvyn arviointi kokoelmalla | ||
| 2. | - Myötäkytkentä, ristikkäisvaikutukset ja dekoplaus - Integrator windup -ilmiö, anti-windup-rakenteet (back-calculation, clamping, ehdollinen integrointi) - Kaskadisäätö, kaskadisäädön anti-windup, kaskadisäädön sovelluksia - Vaiheenjohtopiiri ja sen virittäminen loppuarvoteoreemalla ja taajuusvasteella - Tilamallit ja tilasäätö: ohjattavuus, havaittavuus, tarkkailtavuus ja stabiloitavuus, tilasäätäjän viritys napojen asettelumenetelmällä, asetusarvon seuranta, integroivan säädön suunnittelu tilamenetelmillä - Deterministinen tilahavaitsija, tilahavaitsijan viritys napojen asettelumenetelmällä, tilahavaitsijapohjainen takaisinkytketty säätö |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Aktiivinen osallistuminen lähiopetukseen, erityisesti viikkoharjoituksiin ja ohjattuihin lähityöskentelypäiviin. Viikkoharjoitusmateriaalin yksi rooli on avata keskustelua ja herättää ajattelua. Lähityöskentelypäiviin tehdään ennakkotehtäviä. Lähityöskentelypäivissä saa täsmäapua ja ohjausta juuri niihin asioihin, joihin opiskelijat niitä eniten tarvitsevat.
Arvosteluasteikko:
Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| ASE-1131 Automaatio | Pakollinen | 1 |
| ASE-1252 Järjestelmien ohjaus | Pakollinen | 1 |
1 . 1
Tietoa esitietovaatimuksista
Kurssit ASE-1131 ja ASE-1252 ovat vaihtoehtoisia.
Vastaavuudet
Opintojakso ei vastaan mitään toista opintojaksoa