ASE-5050 Optimoiva ja robusti säätö Matlabilla, 8 op
Optimal and Robust Control with Matlab
Lisätiedot
Luennoidaan joka toinen vuosi. Ei luennoida lukuvuonna 2014-2015.
Soveltuu jatko-opinnoiksi
Vastuuhenkilö
Terho Jussila, Risto Ritala, Robert Piche
Opetus
Toteutuskerta 1: ASE-5050 2015-01
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä |
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Perinteinen tentti yhdessä tai useammassa osassa (3-4h), tietokonetentti (3h), 6 kahden tunnin PC-työtä ja max kolmen tunnin LAB-työ. Opintojakson lopussa on seminaareja. Seminaarin aktiivisen osallistujan ei tarvitse tenttiä (kuuntelemansa) seminaarin aihetta.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Matlab mallinnuksen, simuloinnin ja muun analyysin työkaluna. Säätötehtävä optimointitehtävänä. Optimoinnin tavoitteiden määritteleminen. Säädön suunnittelu: käsitteet, perusajatukset ja proseduurit sekä näiden toteuttaminen Matlabilla. Deterministisen epävarmuuden vaikutus stabiiliuteen. Satunnaisuuden (tilastollisen epävarmuuden) vaikutus lineaarisissa systeemeissä (neliöllinen tavoitefunktio). Mittausjärjestelmän suunnittelusta ja sen operoinnin optimoinnista. Laskennan luotettavuuden parantaminen. Osaa (3/5): 1. Valita sopiva simulointitapa tai muu analysointitapa ja käyttää sitä kriittisesti. 2. Määritellä säätötehtävän optimointitehtävänä. 3. Tunnistaa lineaarisen järjestelmän säätötehtävän tila- ja polynomiesityksissä dynaamisen optimointitehtävän ratkaisumenetelmät. 4. Suunnitella Matlabin Control Toolboxilla optimaalisia säätöratkaisuja. 5. Tunnistaa stokastisuuden ja epävarman mittaustiedon vaikutuksen optimaaliseen säätöön lineaarisissa ja muissa järjestelmissä. 6. Arvioida säätöratkaisun stabiiliuden pysyvyyttä. Arvosana (1/5): neljä tavoitteista toteutuu.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Matlabin ja sen toolboxien simulointityökalut. | *Tarvittaessa soveltuvin osin vastaava esitys lyhennelmänä aikamuuttujan toiselle tyypille (vaihtoehtoina diskreetti aika ja jatkuva aika). | |
| 2. | Matlab ja Control System Toolbox tehokkaan mallinnuksen työkaluina. | * | |
| 3. | MIMO-systeemien LTI-mallien perusanalyysi ja -konversiot. | * | |
| 4. | Deterministisen säätötehtävän määrittely optimointitehtävänä. Deterministisen lineaarisen järjestelmän optimoiva säätö. | * Optimointitehtävän tavoitefunktion parametrit ja niiden vaikutus. Monimuuttujaisen säädön tavoitteiden asettaminen ja menetelmät. | |
| 5. | Robusti stabiilius: klassisten tunnuslukujen yleistyksiä ja strukturoimattoman epävarmuuden analyysi. | * | |
| 6. | Stokastisen lineaaris-kvadraattis-gaussisen (LQG) systeemin optimoiva säätö. | * Mittausjärjestelmän suunnittelu osana säädön suunnittelua. | |
| 7. | Laskennan luotettavuuden parantaminen. | * |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
Osatentit.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Lisätiedot | Tenttimateriaali |
| Kirja | Nomen Nescio | Valitaan toteustuskertakohtaisesti. | Kyllä | |||
| Opintomoniste | Luennoitsija | Toteutuskertakohtainen. Saatetaan korvata osin tai kokonaankin kalvoilla. | Kyllä |
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| ASE-1130 Automaatio | Pakollinen | 1 |
| ASE-1251 Järjestelmien ohjaus | Pakollinen | 1 |
| ASE-2110 Systeemit ja säätö | Suositeltava | |
| ASE-2150 Systeemimallit ja niiden identifiointi | Suositeltava | |
| ASE-2510 Johdatus systeemien analysointiin | Suositeltava | |
| ASE-5010 Kehittyneet datan mallinnus- ja analysointimenetelmät | Suositeltava | |
| ASE-5036 Optimal Estimation and Prediction Based on Models | Suositeltava |
1 . Joko ASE-1130 tai ASE-1251 tarvitaan esitiedoksi, jos opiskelijalla ei ole muuten niiden tarjoamaa osaamispohjaa.
Tietoa esitietovaatimuksista
Ennen opintojakson alkua tarjolla on ylimäärinen luento/harjoitus diskreettiaikaisten mallien muodostamisesta: katso toteutuskerran POP-tapahtumalista.
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ASE-5050 Optimoiva ja robusti säätö Matlabilla, 8 op | ACI-21080 Säätösuunnittelu Matlab:lla, 5 op | |
| ASE-5050 Optimoiva ja robusti säätö Matlabilla, 8 op | ASE-5050 Optimoiva ja robusti säätö Matlabilla, 8 op |