FYSS6311 Säätötekniikan perusteet (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
suomi
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

  • Peruskäsitteistön esittely ja esimerkkejä säätöteknisistä järjestelmistä

  • Laplace-muunnoksen teoria, siirtofunktion teoria ja lohkokaavioesitys

  • dynaamiset järjestelmien matemaattisen mallintamisen periaatteet

  • taajuusanalyysin periaatteet, säätöjärjestelmän aika-analyysin periaatteet, järjestelmien stabiilisuustarkastelun periaatteet

  • perussäätimien määrittely ja periaatteet, järjestelmien kompensoinnin ja suunnittelun periaatteet, modernin säätötekniikan teorian ja peruskäsitteistön esittely

  • Säätötekniikkaan liittyvät matemaattiset työkalut kerrataan kurssin aikana, kurssi ei ole matemaattisesti vaikea. Säätötekniikkaan liittyy paljon käsitteitä, jotka voivat sekoittua mielessä. 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • esittää ja selittää säätötekniikan peruskäsitteiden kuvaukset ja määritelmät sekä kuvata Laplace-muunnoksen ja -käänteismuunnoksen määritelmät.

  • ratkaista yksinkertaisia yhden muuttujan säätöteknisiä tehtäviä ja ratkaista differentiaaliyhtälöitä Laplace-muunnoksen avulla sekä muodostaa siirtofunktion yhden muuttujan järjestelmille, joita kuvataan lineaarisilla vakiokertoimisilla differentiaaliyhtälöillä.

  • käyttää lohkokaavioesitystä ja lohkokaaviomuunnoksia järjestelmän siirtofunktion määrittämisessä, esittää taajuusfunktion ja siirtofunktion eron sekä hyödyntää graafisia menetelmiä (napa-nolla-kuvio, Nyquistin diagrammi ja Boden kuvaaja) järjestelmän taajuusanalyysissä

  • tarkastella järjestelmän stabiilisuutta ja määrittää yksinkertaisissa tapauksissa ne säätöparametrin rajat, joiden puitteissa järjestelmä on stabiili, sekä listata perussäätimet ja esittää niiden määritelmät Laplace-tasossa.

  • esittää kompensaattoreiden määritelmät ja kuvata miksi niiden avulla voidaan stabiloida järjestelmän toimintaa, esittää modernin säätötekniikan tilaesityksen määritelmän ja peruskäsitteet

  • ratkaista yksinkertaisia tehtäviä tilaesityksen avulla sekä käyttää Matlab-ohjelmaa yksinkertaisten säätöteknisten tehtävien ratkaisussa. 

Esitietojen kuvaus

  • Fysiikan perusopinnot (FYSP1010-1050)
  • FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A
  • MATA181-182 Vektoricalculus1-2
  • MATP121-122 Lineaarinen algebra ja geometria 1-2
  • FYSS7116 Integraalimuunnokset
  • sekä suositeltava FYSS6301 Electronics, part A ja FYSS6302 Electronics, part B

Kirjallisuus

  • Ogata, Modern Control Engineering (5th Ed.), ISBN-13: 978-8120340107; ISBN: 978-8120340107

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Tentti ja harjoitustehtävät (80 % tentti, 20 % harjoitustehtävät).
Opetusajankohta:
Periodi 4
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Kirjatentti
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Tentti ja harjoitustehtävät (80 % tentti, 20 % harjoitustehtävät).
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitustehtävät, laboratoriotyö, tentti. 

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Kirjatentti
Suorituskieli:
suomi
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu, kirjatentti. 

Opetus