Selaat menneen lukuvuoden (2021–2022) opintotietoja.
Haluatko vaihtaa kuluvaan lukuvuoteen?
Opintojakso, lukuvuosi 2021–2022
AUT.300
Johdatus systeemien hallintaan, 5 op
Tampereen yliopisto
- Kuvaus
- Suoritustavat
Opetusperiodit
Aktiivinen periodissa 3 (1.1.2022–6.3.2022)
Aktiivinen periodissa 4 (7.3.2022–15.5.2022)
Koodi
AUT.300Opetuskieli
suomiLukuvuodet
2021–2022, 2022–2023, 2023–2024Opintojakson taso
AineopinnotArvosteluasteikko
Yleinen asteikko, 0-5Vastuuhenkilö
Vastuuopettaja:
Veli-Pekka Pyrhönen, Ensisijainen vastuuopettajaVastuuopettaja:
Yrjö MajanneVastuuorganisaatio
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta 100 %
Järjestävä organisaatio
Automaatiotekniikan opetus 100 %
Sisältö
Siirtofunktioelementit
- siirtofunktioelementtien taajuusvasteet
- siirtofunktio taajuusvasteesta
- taajuusvaste siirtofunktiosta
- viiveen Pade-approksimointi
Prosessien dynaamiset mallit, prosessien dynaaminen käyttäytyminen ja ominaisuusperustaiset mallit
- keskimääräinen viipymäaika
- normalisoitu viive
- FOTD-, FOTDI ja SOTD-mallit ja niiden parametrointi
- ei-minimivaiheiset systeemit
- näennäisviive ja näennäisaikavakio
- esimerkkiprosessit kuten vuorovaikuttavat säiliösysteemit, kierrätysvirtausprosessit, lämmönjohtuminen, jne.
- matemaattisfysikaaliset mallit, tasemallit, dynaamisen mallin rakentaminen mittausdatasta
2DOF PID-säädin
- rakenne ja toiminta
- asetusarvopainot
- asetusarvosuotimet
- mittaussignaalin suotimet
- high-frequency roll-off
Gang-of-Six ja Gang-of-Four siirtofunktiokokoelmat
- takaisinkytkettyjen järjestelmien ominaisuudet ja lainalaisuudet
- säätöpiirin ominaisuuksien arviointi G-o-S ja G-o-F kokoelmilla
- tapauskohtaisten säätöpiirien saattaminen G-o-S ja G-o-F viitekehyksiin
PID-säätimen virittäminen
- mallipohjainen viritys, datapohjainen viritys, reletakaisinkytkentä
- napojen asettelu, taajuusvaste, hitaimman navan kumoaminen, optimointi
- SIMC (Skogestad Internal Model Control)
- MIGO (M-constrained Integral Gain Optimization), AMIGO (Approximate MIGO)
Siirtofunktiomallien reduktio
- korkean kertaluokan mallin approksimointi 1. tai 2. kertaluokan viiveellisillä malleilla
Vaiheenjohtopiiri
- viritys loppuarvoteoreemalla ja taajuusvasteella
- vaiheenjohtopiiri ja PD-säädin
Myötäkytkentä
- toimintaperiaate, rooli ja suunnitteluperiaate
- myötäkytkentäkompensaattorin suunnittelu ja reaalisoitavuus
- myötäkytkennän tarkkuus ja herkkyys
- yhdistettu takaisinkytkentä ja myötäkytkentä
- takaisinkytketyn säätimen uudelleen viritys myötäkytkennän suunnittelun jälkeen
Integrator windup -ilmiö
anti-windup-rakenteet (back-calculation, clamping, ehdollinen integrointi)
Kaskadisäätö
- rakenne ja toimintaperiaate
- primaari- ja sekundaaripiirien roolit servo- ja regulointitehtävässä
- viritysperiaatteet
- kaskadisäädön anti-windup
- kaskadisäädön sovelluksia
Tilamallit ja tilasäätö
- tilamallin muodostaminen differentiaaliyhtälöstä
- monikäsitteisyys
- ohjattavuus
- havaittavuus
- tarkkailtavuus
- stabiloitavuus
- siirtofunktiosta tilamalli
- tilamallista siirtofunktio
- tilasäätäjän viritys napojen asettelumenetelmällä
- asetusarvon seuranta
- integroivan säädön suunnittelu tilamenetelmillä
Deterministinen tilahavaitsija
- tilahavaitsijan viritys napojen asettelumenetelmällä
- tilahavaitsijapohjainen takaisinkytketty säätö
- deterministinen separaatioteoreema
Ristikkäisvaikutukset ja dekoplaus
Osaamistavoitteet
Esitietovaatimukset
Suositellut esitiedot
Oppimateriaalit
Kokonaisuudet, joihin opintojakso kuuluu
Suoritustapa 1
Hyväksytysti suoritetut välikokeet ja harjoitustyö. Välikokeet voi korvata tentillä. Yhteisöllisillä tehtävillä ja viikkoaktiivisuudella voi ansaita lisäpisteitä koepisteisiin.
Osallistuminen opetukseen
11.01.2022 – 29.04.2022
Aktiivinen periodissa 3 (1.1.2022–6.3.2022)
Aktiivinen periodissa 4 (7.3.2022–15.5.2022)