Systeem en Regeltechniek

WB2230-15



ECTS:

6

Verantwoordelijk Docent:

prof.dr. R. Babuška (Robert)

Contacturen / week x/x/x/x:

0/0/8/0

Onderwijsperiode:

3

Start onderwijs:

3

Tentamenperiode:

3

Cursustaal:

Nederlands

Vakinhoud:

Modelleren van dynamische systemen. Voorbeelden uit electriciteit, stromingsleer, thermodynamica, mechanica. Toestandbeschrijving van systemen. Systeemeigenschappen.
Polen en nulpunten van systemen en de invloed ervan op het systeemgedrag. Transfer functies Dynamische responsie van 1e, 2e en hogere orde systemen. Karakteristieke vergelijking, homogene en particuliere oplossing. Convolutie en Laplace-domein oplossingen van responsies. Stabiliteit.
Berekenen equilibrium van niet-lineair systeem. Linearisatie rond equilibrium.
Beschrijving van dynamische systemen middels blokdiagram. Basis eigenschappen van terugkoppeling. Steady-state fouten. Systeemtypen. De klassieke drie terms regelaar, P, PI en PID regelaars.
De representatie, analyse and regeling van lineaire tijdsinvariante dynamische systemen, zowel de overdrachtsfunctie als toestandsmodellen.
Schetsen en interpreteren van bode, root-locus en Nyquist plots voor de analyse van systeem stabiliteit en feedback regeling.
Concepten van versterking en fase marge, statische en dynamische compensatie. Verschillende compensatie methodes: PD-compensatie, lead compensatie, PI compensatie, lag compensatie en PID compensatie.
Regeltheoretische aspecten zoals sensitiviteitsfuncties, robuustheid, tijdsvertraging, control en pool plaatsing van toestandsbeschrijvingen.

Leerdoelen:

De student kan:
1. Een dynamisch modelleren dmv een set van differentiaalvergelijken, toestandmodel, overdrachtsfunctie).
2. Dynamische responsies berekenen .
3. Via de poolligging de stabiliteit kunnen bepalen.
4. Een niet-lineair systeem kunnen lineariseren in een evenwichtspunt (equilibrium).
5. Blokdiagram.
6. Met behulp van de wortelkrommemethode de invloed van regeling op de dynamica van een te regelen systemen analyseren.
7. Een Bode plot en/of Nyquist plot tekenen voor een gegeven dynamisch systeem.
8. De systeemeigenschappen karakteriseren in het frequentiedomein door middel van frequentie responsie technieken.
9. Op grond van de stabiliteitsmarges voor een geregeld systeem de juiste regelaarkeuze en instelling bepalen.
10. Regelcriteria in het tijdsdomein omzetten in frequentiedomein criteria welke leiden tot eenvoudige ontwerpregels.
11. De invloed van vertragingstijden op de regelkwaliteit bepalen.
12. Regelaar ontwerpen in het toestandsdomein dmv pool plaatsing.
13. Matlab en Simulink gebruiken voor de analyse van systemen en voor het ontwerpen van een regelaar.

Onderwijsvorm:

College, werkcollege, huiswerkopdrachten

Literatuur en studiemateriaal:

Lecture notes:
Modeling and system analysis.

Book:
G.F.Franklin, J.D. Powell, A.Emami-Naeini 'Feedback Control of Dynamic Systems" Addison-Wesley, 1994, 4e of 5e druk

Wijze van toetsen:

written exam, huiswerk Matlab en Simulink

Afdeling:

3mE Department Delft Center for Systems and Control
© Copyright Delft Center for Systems and Control, Delft University of Technology, 2017.