Sähkötekniikan korkeakoulun järjestämä opetus

Transkriptio

1 Sähkötekniikan korkeakoulun järjestämä opetus Undervisning ordnad av högskolan för elektronik

2 Sisällysluettelo Sisällysluettelo 2 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos (AS) 3 AS-0, AS-74, AS-84, AS-116, ELEC-0 Elektroniikan laitos (EL) 33 ELEC-0, S-0, S-66, S-113, S-118 Mikro- ja nanotekniikan laitos (MNT) 65 ELEC-0, S-0, S-69, S-87, S-104, S-129 Radiotieteen ja -tekniikan laitos (RAD) 98 ELEC-0, S-0, S-26, S-55, S-92, S-96 Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos (SA) 133 ELEC-0, S-0, S-88, S-89, S-108 Sähkötekniikan laitos (S) 168 ELEC-0, S-0, S-17, S-18, S-81 Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos (TLV) 197 ELEC-0, S-0, S-38, S-72 Innehållsförteckning Innehållsförteckning 2 Institutionen för automations- och systemteknik (AS) 3 AS-0, AS-74, AS-84, AS-116, ELEC-0 Institutionen för elektronik (EL) 33 ELEC-0, S-0, S-66, S-113, S-118 Institutionen för mikro- och nanoteknik (MNT) 65 ELEC-0, S-0, S-69, S-87, S-104, S-129 Institutionen för radiovetenskap och -teknik (RAD) 98 ELEC-0, S-0, S-26, S-55, S-92, S-96 Institutionen för signalbehandling och akustik (SA) 133 ELEC-0, S-0, S-88, S-89, S-108 Institutionen för elektroteknik (S) 168 ELEC-0, S-0, S-17, S-18, S-81 Institutionen för kommunikations- och nätverksteknik (TLV) 197 ELEC-0, S-0, S-38, S-72 Lukuvuoden opetusohjelmien kurssitiedot julkaistiin WebOodissa. Kurssitiedot on otettu WebOodista Viimeiset kurssitiedot löytää aina WebOodissa/Nopassa. Koonut: Sähkötekniikan korkeakoulu advisors-elec@aalto.fi Undervisningsprogrammens kursinformation för läsåret publicerades i WebOodi. Kursinformationen är hämtad från WebOodi Den senaste kursinformationen hittas alltid i WebOodi/Noppa. Sammanställt av: Högskolan för elektroteknik advisors-elec@aalto.fi 2

3 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos (AS) Institutionen för automations- och systemteknik Department of Automation and Systems Technology Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 3

4 AS C-ohjelmoinnin peruskurssi (6 op) Vastuuopettaja: tutkija Raimo Nikkilä Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee ISO/IEC 9899:1990 C-ohjelmointikielen perusteet ja osaa itsenäisesti toteuttaa lyhyitä ohjelmia C- ohjelmointikielellä UNIX-ympäristössä. Sisältö: Korkean tason ohjelmointikielten peruskäsitteet, suoritusmalli ja toteutustekniikoita. C- ohjelmointikielen perusteet. Harjoitustöissä tehdään ohjelmia C-kielellä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Harjoitustyöt ja tentti. Oppimateriaali: Ilmoitetaan myöhemmin. Korvaavuudet: AS-0.101/AS Esitiedot: Perustiedot ohjelmoinnista (T tai T ). Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Harjoitustehtävät englanniksi. AS Automaatio- ja systeemitekniikka toimialana (1 op) Vastuuopettaja: professori Kari Koskinen Opetusperiodi: II Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan opiskelijalla on yleiskäsitys sekä automaatio- ja systeemitekniikan merkityksestä eri toimialoilla että alan diplomiinsinöörien tyypillisimmistä työtehtävistä. Sisältö: Kurssilla esitellään ensimäisen vuoden opiskelijoille automaatio- ja systeemitekniikkaa työelämän näkökulmasta. Yksityisen ja julkisen sektorin toimialat, joilla automaatio- ja systeemitekniikan merkitys on keskeinen tai huomattava. Erilaiset työtehtävät ja toimenkuvat alan DI-tutkinnon suorittaneille. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kurssiin kuuluu viisi luentoa, ekskursio ja tuutoritapaaminen. Kurssin suorittaminen edellyttää aktiivista osallistumista luennoille, ekskursioon sekä tuutorointiin. Korvaavuudet: AS Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: suomi AS Automaatio 1 (5 op) Vastuuopettaja: tutkija Panu Harmo; Tohtorikoulutettava Mika Strömman Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: (luennot, harjoitukset, harjoitustyöt) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee erilaisten sovellusalueiden automaatioratkaisujen erot, ymmärtävää automaatiojärjestelmien rakenteet ja tärkeimmät toiminnot. Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa automaatioprojektin sekä käyttää mikrokontrollereita pienessä automaatiosovelluksessa. Sisältö: Automaation erilaiset sovellusalueet. Automaatiojärjestelmien toiminnot ja rakenne. Anturit ja tiedonsiirto. Automaatio-ohjelmointi. Mikrokontrollerit. Suunnittelu ja projektointi. AS Grundkurs i C-programmering (6 sp) Ansvarig lärare: tutkija Raimo Nikkilä Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studeranden kan grunderna i ISO/IEC 9899:1990 C programmeringsspråket och kan självständigt implementera programvara med C-språket i UNIXmiljö. Innehåll: Grundbegreppen i högnivåsspråken, samt deras exekveringsmodell och implementeringstekniker. I övningsarbetena implementeras programvara på C- programmeringsspråket. Övningsarbeten och tentamen. Läromedel: Meddelas senare. Ersättande prestationer: AS-0.101/AS Förkunskaper: Grundkunskaper i datateknik (T eller T ). Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Övningsarbeten på engelska. AS Automations- och systemteknik inom arbetslivet (1 sp) Ansvarig lärare: professori Kari Koskinen Undervisningsperiod: II Arbetsmängd: Kompetensmålsättningar: Efter kursen har studeranden en översikt över automations- och systemteknikens roll i arbetslivet och de typiska arbetsuppgifter som de inom området utexaminerade har. Innehåll: Kursen är avsedd för första årets studeranden. Automations- och systemteknik introduceras och behandlas ur arbetslivets synvinkel. Verksamhetsområden inom privata och offentliga sektorn, inom vilka automations- och systemteknik spelar en central roll introduceras. Arbetsuppgifter och befattningar som utexaminerade inom sektorn har. Kursen innehåller 5 föreläsningar, en exkursion och ett tutormöte. För godkänd kurs krävs aktivt deltagande i föreläsningarna, exkursionen och tutormötet. Ersättande prestationer: AS Undervisningsspråk: suomi AS Automation 1 (5 sp) Ansvarig lärare: tutkija Panu Harmo; Tohtorikoulutettava Mika Strömman Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: (föreläsningar, övningar, övningsarbeten/projekt) Kompetensmålsättningar: Studeranden känner till skillnader i realiseringen av automationen inom olika tillämpningsområden och förstår strukturen och de viktigaste funktionerna av ett automatiskt styrsystem. Studeranden kan planera och genomföra ett litet automationsprojekt och använda mikrokontroller i en automationstillämpning. Innehåll: Olika tillämpningsområden för automationen. Struktur och funktioner av automatiska styrsystemen. Givare och dataöverföring. 1 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 4

5 Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, yritysvierailuja, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan harjoituksilla, harjoitustöillä ja ekskursioraporteilla sekä välikokeilla / luentotehtävillä tai tentillä. Kurssin suorittaminen välikokeilla / luentotehtävillä vaatii aktiivista osallistumista luennoilla. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Nopassa. Korvaavuudet: Kurssit AS , AS ja T yhdessä korvaavat kurssit AS ja AS Osakorvaavuudet ovat mahdollisia Noppaportaalissa esitetyllä tavalla. Esitiedot: Automaatio- ja säätötekniikka AS tai vastaavat tiedot. AS C-ohjelman peruskurssi tai C-kielen perusteiden hallinta. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy välikokeiden tai tentin ja harjoitustöiden ja ekskursioraportin perusteella. Opetuskieli: Suomi. AS Automaatio 2 (5 op) Vastuuopettaja: tutkija Panu Harmo; Tohtorikoulutettava Mika Strömman Opetusperiodi: III-IV Työmäärä toteutustavoittain: (luennot, harjoitustyöt, projektit) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee ja ymmärtää kappaletavaratuotannon automaatiossa käytettävää teknologiaa, kuten anturointia, tuotantokoneita sekä koneiden ja tuotantosolujen tai -linjojen ohjausjärjestelmiä. Opiskelija hallitsee XML-kuvauskielen perusteet ja tietää kuinka XML:ää käytetään automaatiossa. Opiskelija on saanut varmuutta ja kokemusta erilaisten automaatioratkaisujen soveltamisessa. Opiskelija ymmärtää prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja erityspiirteet. Sisältö: Kappaletavara-automaatio. Konenäkö- ja RFID:n soveltaminen kappaletavaratuotannossa. Koneiden ja tuotantosolujen ohjausjärjestelmät. Varastointi- ja kuljetusjärjestelmät. XMLkuvauskielen käyttö automaatiossa. Prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja tekniset ratkaisut. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, yritysvierailuja, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan tekemällä harjoituksia, harjoitustöitä ja kirjoittamalla vierailuraportteja sekä välikokeilla/luentotehtävillä tai tentillä. Suoritustapa välikokeilla/ luentotehtävillä vaatii aktiivista osallistumista luentoihin. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Noppa-portaalissa. Korvaavuudet: Kurssit AS , AS ja T yhdessä korvaavat kurssit AS ja AS Osakorvaavuudet ovat mahdollisia erikseen määritellyllä tavalla. Esitiedot: AS tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy välikokeiden tai tentin ja harjoitustöiden ja ekskursioraportin perusteella. Opetuskieli: Suomi. AS Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt (2-6 op) Programmering inom automationen. Mikrokontroller. Planering och projekt. Föreläsningar, övningsarbeten, företagsbesök/ exkursioner, mellanförhör och examen. Kursen utförs genom att göra övningar, övningsarbeten och exkursionrapporter samt mellantenter/lektionuppgifter eller en tentamen. Att genomföra kursen med mellantenter/lektionuppgifter förutsätter ett aktivt deltagande i lektioner. Läromedel: Information i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: Kurserna AS , AS ja T tillsammans ersätter kurser AS och AS Andra ersättande kurser är möjliga enligt instruktionerna i Noppa-portalen. Förkunskaper: Automations- och reglerteknik AS eller motsvarande kunskaper. AS Grundkurs i C-programmering eller motsvarande kunskap. Bedömningsskala: Kursvitsordet (1-5) bedöms på grunden av mellanförhör / tentamen och övningsarbeten och exkursionsrapport. Undervisningsspråk: Finska. AS Automation 2 (5 sp) Ansvarig lärare: tutkija Panu Harmo; Tohtorikoulutettava Mika Strömman Undervisningsperiod: III-IV Arbetsmängd: (föreläsningar, övningar, övningsarbeten) Kompetensmålsättningar: Studeranden känner och förstår teknologin som används i materialbehandling och styckegodsproduktion, som givare, produktionsmaskiner, -celler och - linjer samt deras styrningssystem. Studeranden behärskar grunderna av XML-beskrivingsspråket och vet hur det kan tillämpas inom automationen. Studeranden har fått visshet och erfarenhet i olika automationtillämpningar. Studeranden förstår process- och fastighetsautomationens tillämpningsområden. Innehåll: Materialbehandling och styckegodsproduktion. Artificiell syn och RFID. Lagring- och transporteringsystem. Använding av XML-beskrivningsspråk inom automation. Processoch fastighetsautomation. Föreläsningar, övningar, övningsarbeten och exkursioner. Kursen utförs genom att göra övningar, övningsarbeten och exkursionrapporter samt mellantenter/föreläsningsuppgifter eller en tentamen. Att genomföra kursen med mellantenter/ föreläsningsuppgifter förutsätter ett aktivt deltagande i föreläsningarna. Läromedel: Information finns på Noppa-portalen. Ersättande prestationer: Kurserna AS , AS ja T tillsammans ersätter kurser AS och AS Andra ersättningarna är möjliga enligt instruktioner i Noppa-portalen. Förkunskaper: AS eller motsvarande kunskaper. Bedömningsskala: Kursvitsordet (1-5) bedöms på grunden av mellanförhör/examen och övningsarbeten och exkursionsrapport. Undervisningsspråk: Finska. AS Laboratoriearbeten inom automationsoch systemteknik (2-6 sp) 2 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 5

6 Vastuuopettaja: yli-insinööri Jorma Selkäinaho Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: Yhden työn (0,5op) työmäärä on 3,5 h (esikuulustelu + laboratoriotyö) + 8 h (itsenäinen työ). Kurssissa on suoritettava vähintään 4, maksimissaan 12 työtä. Osaamistavoitteet: Kurssin käytyään opiskelija tuntee automaatio- ja säätösuunnittelun eri vaiheet niin laitteiston kuin teoreettiseen käsittelyyn osalta. Kurssin päätyttyä opiskelijalla on kokemusta em. vaiheiden monipuolisesta toteutuksesta käytännössä, useiden erilaisten sovellusten yhteydessä. Sisältö: Kurssin perusaineksen muodostavat teollisuusautomaation peruskomponenttien toiminnan ja käytön opiskelu. Kurssilla tutustunaa tämän alan eri aihepiireihin todellisia prosesseja tai koneita ohjaten sekä tietokonesimulointeja hyödyntäen. Aiheita ovat mm. digitaaliset ohjausalgoritmit, fuzzy-säätö, optimiohjaus, säätöpiirien viritys, stabiiliustarkastelu, identifiointi, konenäkö ja odometria. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Laboratoriotyöt, työkohtaiset esiselostustehtävät ja esikuulustelut. Kaksi laboratoriotyötä/op assistentin ohjauksessa (väh. 4 työtä). Työt suoritetaan kolmen hengen ryhmissä. Oppimateriaali: Työohjeet, esitehtävät. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS ja kurssin AS Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt. Esitiedot: Perustiedot automaatio- ja säätötekniikasta, Matlab-osaamisesta on apua. Arvosteluasteikko: Laboratoriotyöt, esiselostustehtävät ja esikuulustelut on suoritettava hyväksytysti (arvosan hyväksytty/hylätty). Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kurssin opetus perustuu laboratorioassistenttien antamaan lähiopetukseen sekä varta vasten koottuun materiaaliin. Koska materiaali on pääosin suomenkielistä, on opetuskieli suomi, mutta ohjausta voidaan antaa myös tarvittaessa englanniksi. AS Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari (3 op) Vastuuopettaja: professori Arto Visala; opettava tutkija Jussi Suomela; professori Kari Koskinen; opettava tutkija Kai Zenger Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Seminaariesitelmän pitäessään opiskelija oppii tiivistämään olennaisen ja esittämään sen kuulijoille havainnollisesti. Lisäksi hän saa kriittistä palautetta työstään. Sisältö: Ylemmän perustutkinnon seminaari on pakollinen automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventävissä moduuleissa. Opiskelija valmistelee ja pitää seminaarissa esitelmän diplomityönsä teoriaja menetelmäosuudesta sekä pitää varsinaisen diplomityöesitelmän seminaarin yhteydessä. Vaihtoehtoisesti, jos diplomityö ei ole vielä alkanut, opiskelija voi valmistella ja pitää seminaariesitelmän häntä itseään kiinnostavasta ja vastuuprofessorin hyväksymästä automaatio- ja systeemitekniikkaan liittyvästä aiheesta. Lukuvuodesta alkaen kaikki laitoksen diplomityöesitelmät pidetään seminaarin Ansvarig lärare: yli-insinööri Jorma Selkäinaho Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: För ett arbete (0,5sp) innehåller 3,5 h (förhör och laboratoriearbete) + 8 h (självständigt arbete). Minst 4 och maximum 12 arbete måste avläggas. Kompetensmålsättningar: I slutet av kursen känner studeranden de olika steg av automationoch reglerplanering för utrustning och teoretisk bearbetningens del. Studeranden har erfarenhet av realisation av de ovannämnda stegen i många olika tillämpningar. Innehåll: Kursens grundmaterial är studiet av funktion och praxis av grundkomponenter i industriautomationen. På kursen blir studeranden bekant med det här områdets olika ämnesområden genom styrning av verkliga processer och maskiner samt utnyttjing av datorsimulering. Ämnen är bland annat digitala styralgoritmer, fuzzy-reglering, optimalreglering, inställning av regulatorer, stabilitetsanalys, identifiering, artificiell syn och odometri. Laboratoriearbeten i grupper av tre personer. Varje arbete innehåller förberedande uppgifter och ett förberedande förhör. Två laboratoriearbeten/ sp (minst 4 arbeten) under vägledning av övningsassistent. Läromedel: Arbetsinstruktioner, förberedande uppgifter. Ersättande prestationer: Kursen ersättern studieperioden AS och kursen AS Laboratoriearbeten i automation- och systemteknik. Förkunskaper: Grundkunskaper i automations- och reglerteknik. Bedömningsskala: Laboratorioarbeten, förberedande uppgifter och förhör utvärderas (godkänt/underkänt). Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Kursmaterial är huvudsakligen på finska och undersvisningsspråk är finska, men det är möjligt att få instruktion på engelska också. AS Seminarium i automations- och systemteknik (3 sp) Ansvarig lärare: professori Arto Visala; opettava tutkija Jussi Suomela; professori Kari Koskinen; opettava tutkija Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: Kompetensmålsättningar: Genom att hålla seminariepresentationer lär studenten sig att fokusera i det väsentliga, när han / hon presenterar material från sitt diplomarbete för publik. Uppmuntrande och till och med kritisk feedback fås omedelbart från åhörarna. Innehåll: Seminarium i det högre utbildningsprogrammet är obligatoriskt i alla fördjupande moduler i automations- och systemteknik. Studenten förbereder och håller ett föredrag om teori och metoder i sitt diplomarbete. Dessutom håller han / hon den egentliga diplompresentationen i detta seminarium. Alternativt, om själva diplomarbetet ännu inte har börjat, kan studenten hålla en presentation om något annat tema, som intresserar honom / henne, hör till 3 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 6

7 yhteydessä. Seminaaritilaisuudet ovat kaikille avoimia ja niistä tiedotetaan aktiivisesti. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS ja AS Esitiedot: Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Opintojakson www-sivut. Seminaarin pääkielenä on suomi. Esityksen voi pitää myös ruotsiksi tai englanniksi. AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt (V) (2-9 op) Vastuuopettaja: Tohtorikoulutettava Mika Strömman; opettava tutkija Kai Zenger; opettava tutkija Pekka Forsman; Tohtorikoulutettava Heikki Hyyti Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Kurssin suorittuaan opiskelija on tutustunut ja toteuttanut yhden automaatioalaan liittyvän pienimuotoisen sovelluksen. Hän on tutustunut projektimuotoiseen työskentelyyn, ryhmätyöhön ja raportointiin. Sisältö: Ylemmässä perustutkinnossa automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventäviin moduuleihin olennaisena osana kuuluvia pienimuotoisia learning by doing -projekteja. Aiheet liittyvät meneillään oleviin laitoksen tutkimusprojekteihin tai opetuksen kehittämiseen, Tutkijat toimivat töiden ohjaajina. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Työt tehdään valitusta aiheesta kahden tai useamman opiskelijan ryhmissä ennalta sovitun työnjaon ja aikataulun mukaan projektityöskentelyn periaatteiden mukaisesti. Projektin etenemisestä raportoidaan muille osallistujille sekä puolimatkassa että projektin valmistuttua. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS , AS Esitiedot: Perustiedot automaatio-, systeemija tietotekniikasta. Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Työ on mahdollista tehdä ja raportoida suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi. AS C++ -ohjelmointi (4 op) Vastuuopettaja: tutkija Raimo Nikkilä Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee pääpiirteiltään ISO/IEC 14882:2003 C++ -ohjelmointikielen ja osaa itsenäisesti sekä ryhmässä toteuttaa ohjelmia C++ohjelmointikielellä. Sisältö: Korkean tason ohjelmointikielten peruskäsitteet, suoritusmalli ja toteutustekniikoita. Ohjelmoinnin apuna käytettävät työkalut, ohjelmointi ryhmätyönä. Harjoitustöissä tehdään ohjelmia C ++ - kielellä Unix -ympäristössä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Harjoitustyöt. Oppimateriaali: Ilmoitetaan myöhemmin. Korvaavuudet: AS automations- och systemteknikens område och som har godkänts av professoren. Från läsåret hålls alla institutionens diplomföredrag i detta seminarium. Tillställningarna är öppna till alla och de informeras aktivt. Ersättande prestationer: AS , AS och AS Förkunskaper: Huvuddelen av studierna i det högre utbildningsprogrammet. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Kursens www-sidor. Seminariets huvudspråk är finska. Presentationerna kan även hållas på svenska eller engelska. AS Projektarbeten i automations- och systemteknik (V) (2-9 sp) Ansvarig lärare: Tohtorikoulutettava Mika Strömman; opettava tutkija Kai Zenger; opettava tutkija Pekka Forsman; Tohtorikoulutettava Heikki Hyyti Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: Kompetensmålsättningar: Efter att ha utfört kursen har studenten planerat och genomfört en praktisk tillämpning inom automationssektorn. Han / hon har bekantat sig i arbetet i projektform, i grupparbete och rapportering. Innehåll: Mindre forsknings-, utrednings- och utvecklingsprojekt med varierande innehåll från olika applikationer i automation. Projektarbetet genomförs individuellt eller i små projektgrupper enligt överenskommen tidtabell. Projektarbeten utdelas i inledningslektionen, rapporteras regelbundet både skriftligt och genom presentationer, och utförs enligt given tidtabell. Projekt plan, interimsrapporter, slutrapport, projekt presentation. Ersättande prestationer: Ersätter kurserna AS , AS , AS Förkunskaper: Grundkunskaper i automations-, system- och informationsteknik. Huvuddelen av högre utbildningsprogrammet studier genomförda. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Projekten kan genomföras och rapporteras på finska, svenska eller engelska. AS C++ -programmering (4 sp) Ansvarig lärare: tutkija Raimo Nikkilä Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studeranden kan i huvuddrag ISO/IEC 14882:2003 C++ - programmeringspråket och kan både självständigt och i grupp implementera programvara med C++programmeringspråket. Innehåll: Grundbegreppen i högnivåsspråken, samt deras exekveringmodell och implementeringstekniker, verktyg för programmering, programmering i grupparbete. I övningsarbetena skrivs program i C++ för Unix -miljö. Övningsarbeten. Läromedel: Meddelas senare. 4 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 7

8 Esitiedot: AS tai T , T Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Harjoitustehtävät englanniksi. AS Automaation tietotekniset järjestelmät (5 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Pekka Aarnio Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Kurssin yleisenä tavoitteena on antaa perustuntemus sulautettujen työkonejärjestelmien tietoteknisten komponenttien toimintaperiaatteista ja käyttöjärjestelmän merkityksestä reaaliaikaisen ohjauksen varmistajana. Kurssilla pyritään korostamaan työkoneiden ohjelmistojen systemaattisen ja mallipohjaisen kehitysprosessin merkitystä kehitettävän työkoneen laadun ja turvallisuuden kannalta. Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää sulautettuihin reaaliaikajärjestelmiin liittyvät keskeiset käsitteet ja ominaispiirteet ja tietää erityisesti työkoneiden ohjausjärjestelmien yleisimmät toteutusratkaisut; tuntee työkoneiden ohjauksessa käytettävien tietokoneiden ja suorittimien perusarkkitehtuurit ja keskeisimpien väyläratkaisujen yleispiirteet sekä osaa arvioida niiden soveltuvuutta erilaisiin reaaliaikajärjestelmiin; tuntee reaaliaikakäyttöjärjestelmien keskeiset tehtävät ja tietää miten ne eroavat tavallisista käyttöjärjestelmistä sekä ymmärtää millä eri tekijöillä voidaan vaikuttaa reaaliaikavaatimuksen toteutumiseen; kykenee noudattamaan työkonealan V-mallin mukaista ohjelmistonkehitysprosessia kykenee hahmottamaan ohjausohjelmiston hierarkkista arkkitehtuuria graafisessa mallipohjaisessa ohjelmistonkehitysympäristössä ja täydentämään ja modifioimaan työkoneen ohjaussovellusta; kykenee identifioimaan useita toimivia suunnitteluvaihtoehtoja ja arvioimaan niitä ohjelmiston laatuominaisuuksien näkökulmasta; Sisältö: Sulautettujen reaaliaikajärjestelmien peruskäsitteet. Työkoneiden ja laitteiden ohjauksissa sovellettavat suorittimet, käyttöjärjestelmät ja väylät (esim. CAN-väylä). Mikroprosessorien, mikrokontrollerien ja FPGA-piirien perusarkkitehtuurit. Reaaliaikakäyttöjärjestelmän tehtävät prosessien aikataulutuksen, kommunikoinnin ja keskeytysten hallinnassa. Sulautettuja ohjausohjelmistoja tukevat suunnittelu- ja toteutusmenetelmät ja niihin liittyvät työkalut. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Ilmoitetaan kurssin alkaessa Nopassa. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Perustiedot automaatio-, säätö- ja tietotekniikasta. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. Opetuskieli: Suomi. AS Teollisuuden tietojärjestelmät (4 op) Vastuuopettaja: tutkija Ilkka Seilonen Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS eller T , T Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Övningsarbetena på engelska. AS Informationstekniska system inom automation (5 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Pekka Aarnio Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Efter kursen förväntas studenten: ha grundförmågor om essentiella mjuk- och hårdvarutekniker för att kunna designa och realisera inbyggda apparat- och maskinstyrsystem samt mindre automationssystem kunna och förstå essentiella begrepp om inbyggda realtidssystem, deras egenskaper och speciellt de vanligaste sätten för att förverkliga styrsystem för arbetsmaskiner känna vanligaste arkitekturer och busslösningar för datorer och processorer som används för styrning av arbetsmaskiner känna de viktigaste funktionaliteter i realtidsoperativsystem och veta hur de skiljer sig från vanliga operativssystem känna typiska programutvecklingsprocesser och modeller för etappindelning med övningsarbetet som grund, förstå grunderna i grafisk modelbaserad programutveckling och få erfarenhet om ett modelleringsverktyg Innehåll: Grundbegreppen av realtidsystem och inbyggda system. Processorer, operativsystem, datanätverk och bussar som tillämpas i maskinautomation och -styrning (t.ex. CAN-bus). Mikroprosessor, mikrokontroller och FPGA-krets arkitektur. Planerings- och realiseringmetoder för inbyggda styrprogram. Övningsarbete. Innehåll: Grundbegreppen av realtidsystem och inbyggda system. Processorer, operativsystem, datanätverk och bussar som tillämpas i maskinautomation och -styrning (t.ex. CANbus). Mikroprosessor, mikrokontroller och FPGAkretsarkitektur. Planerings- och realiseringmetoder för inbyggda styrprogram. Övningsarbete. Tentamen och övningsarbete. Läromedel: Meddelas i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkunskaper i automations- och reglerteknik. Grundkunskap i datateknik. Bedömningsskala: Både tentamen och övningsarbetet tas till hänsyn i totalbedömning (1-5). Undervisningsspråk: Finska. AS Informationssystem inom produktionen (4 sp) Ansvarig lärare: tutkija Ilkka Seilonen Undervisningsperiod: III - IV 5 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 8

9 Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan tietävän miksi ja miten liiketoimintaprosesseja mallinnetaan, tietävän mitkä ovat valmistavan teollisuuden yritysten tärkeimmät tietojärjestelmät ja mitkä ovat näiden tärkeimmät ominaisuudet sekä tietävän miksi ja miten yritysten tietojärjestelmiä integroidaan. Sisältö: Tuotannon organisoituminen verkostuneesti yrityksen sisällä ja yritysten välillä. Toimintaprosessinäkökulma ja toimintaprosessien mallinnus. Verkostunutta tuotantotapaa tukevat ohjaus- ja tietojärjestelmät. Järjestelmien integrointi: toiminnanohjauksen järjestelmät, tuotesuunnittelun ja tuotetiedon hallinnan järjestelmät, valmistuksen ohjauksen järjestelmät jne. Integroinnissa tarvittavat ohjelmistotekniset ratkaisut, tietoliikenneväylät ja - verkot. Tietoteknisen infrastruktuurin määrittely ja toteutuksen suunnittelu. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS /AS Esitiedot: Suositellaan AS /AS Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. Opetuskieli: Suomi. AS Tapahtumapohjainen simulointi L (3 op) Vastuuopettaja: TkL Pekka Korpiharju Opetusperiodi: I - II (Vuorovuosin, ei opeteta ) Työmäärä toteutustavoittain: (2 +2) Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan pystyvän ymmärtämään ja selittämään tapahtumapohjaisessa simuloinnissa käytettävä terminologia, ymmärtämään, mihin simulointia voidaan käyttää sekä ymmärtämään simuloinnin edut ja rajoitukset. Tavoitteena on myös osata johtaa pienimuotoinen simulointiprojekti, luoda yksinkertaisia simulointimalleja, arvioida simuloimalla saatujen tulosten luotettavuutta ja opiskella simulointia lisää omatoimisesti. Sisältö: Tapahtumapohjaisen simuloinnin käyttökohteet ja toimintaperiaatteet. Tuotantojärjestelmien, logististen ketjujen ja palvelupisteiden simulointi. Simulointiprojektin vaiheet. Tiedonkeruu ja mallinnus. Satunnaislukujen mallinnus, generointi ja käyttö. Verifiointi ja validointi. Simulointitulosten analysointi. Simulointiohjelmistot. Virtuaaliprototypointi. Simuloinnin tulevaisuuden näkymät. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Tilastomatematiikan perustiedot. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. Opetuskieli: Suomi. AS Automaation ohjelmistokomponentit ja sovelluspalvelut L (5 op) Vastuuopettaja: Ei palvelussuhdetta (TKK-G) Seppo Kuikka Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 24+24(2+2) Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Efter kursen förvantas att studenten vet hur och varför businessprocesser ska modelleras, vet vilka som är de viktigaste informationssystemen och deras egenskaper i företagen inom produktionsindustrin, vet hur och varför informationssystem integreras i företag. Innehåll: Organisering av nätverksproduktion inom företag och mellan företag. Styrningsoch informationssystem för nätverksproduktion. Integration av system: produktionsstyrningsystem, produktdatasystem osv. Datanätverk och -bussar som behövs i integrationen. Specifiering av den datatekniska infrastrukturen och planering av förverkligandet. Övningsarbete. Tentamen och övningsarbete. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS /AS Förkunskaper: AS /AS Bedömningsskala: Både tentamen och övningsarbetet tas till hänsyn i totalbedömning (1-5). Undervisningsspråk: Finska. AS Diskret händelsestyrd simulering L (3 sp) Ansvarig lärare: TkL Pekka Korpiharju Undervisningsperiod: I - II (Vartannat läsår. Föreläses ej ) Arbetsmängd: (2 +2) Kompetensmålsättningar: Efter kursen förväntas studenten förstå och kunna förklara terminologi, som används i diskret simulering, förstå i vilka områden simulering kan utnyttjas i, förstå nytta och begränsningar som simulering medför, veta hur man leder ett litet simuleringsprojekt, kunna skapa enkla simuleringsmodeller, kunna värdera resultat som har uppnåtts med hjälp av simulering, kunna lära sig mera om simueringsteknologin på egen hand. Innehåll: Diskret händelsestyrd simulering - användningsområden och funktionsprinciper. Simulering av produktionsprocesser, logistiska kedjor och betjäningspunkter. Simuleringsprojektets skeden. Datainsamling och konstruktion av modeller. Generering och användning av slumptal. Verifiering och validering. Analysering av simuleringsresultat. Simuleringsprogram. Virtuella prototyper. Simuleringsteknikens framtidsutsikter. Kursarbete. Tentamen och övningsarbete. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkunskaper i statistik. Bedömningsskala: Både tentamen och övningsarbetet tas till hänsyn i totalbedömning (1-5). Undervisningsspråk: Finska. AS Programkomponenter och webtjänster i automation L (5 sp) Ansvarig lärare: Ei palvelussuhdetta (TKK-G) Seppo Kuikka Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: 24+24(2+2) 6 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 9

10 Osaamistavoitteet: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa: Koota automaatiosovelluksen valmiskomponenteista ja integroida niitä - usein sovelluspalvelujen avulla ja/tai toimintoprosessien mallinnukseen perustuen - alan ohjelmistoarkkitehtuureihin. Kehittää uudelleenkäytettäviä, oliopohjaisia automaatioalan ohjelmistokomponentteja ja sovelluspalveluita integroiduissa ohjelmistokehitysympäristöissä. Arvioida ohjelmistokomponenttien ja sovelluspalveluiden sekä komponentti- ja sovelluspalveluarkkitehtuurien merkitystä ja liiketaloudellista roolia automaatioalan sovelluksissa. Sisältö: Useat uusimmat automaatioja informaatiojärjestelmät perustuvat ohjelmistokomponentti- ja sovelluspalvelutekniikkaan. Opintojakson tavoitteena on perehdyttää opiskelijat uudelleenkäytettävien oliopohjaisten ohjelmistokomponenttien ja web-sovelluspalveluiden (palvelukomponenttien) hyväksikäyttöön ja kehittämiseen. Kurssilla käydään läpi seuraavia asiakokonaisuuksia: ohjelmistokomponentit ja komponenttimallit, sovelluspalvelutekniikat. Ohjelmistokomponenttien hyödyntäminen sovelluksissa, sovelluspalvelujen koonti toimintaprosessien avulla. Komponenttien ja sovelluspalvelujen kehittäminen ja hallinta. Uusien automaatiojärjestelmien komponenttija sovelluspalveluarkkitehtuureista (SOA). Toimialan komponentti- ja sovelluspalvelustandardit, erityisesti OPC-UA. Harjoitustyö: Pienen komponentti- tai sovelluspalvelupohjaisen sovelluksen kehitys tai kirjallisuuskatsaus joltakin komponentoinnin tai sovelluspalvelujen erityisalueelta. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitystyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojaksot AS ja AS Esitiedot: Suositellaan AS , AS Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön perusteella. Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Kurssi korvaa opintojaksot AS ja AS AS Automaatiojärjestelmien turvallisuus L (5 op) Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Seppo Sierla Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan opiskelija pystyy liittämään turvallisuusprosessin työvaiheet järjestelmä- ja ohjelmistonkehitysprosessiin ja kykenee soveltamaan näitä prosesseja työkonealan projektissa tiimin osana. Sisältö: Monimutkaistuvan automaation turvallisuuden varmistaminen on nopeasti kasvava tehtäväkenttä. Kurssilla painotetaan kone- ja ydinvoimala-automaatiota, koska näillä aloilla turvallisuus on noussut erittäin tärkeäksi kehityskohteeksi. Syventymiskohteena on viranomaishyväksyntää edellyttävän ohjelmiston kehitys ja kurssilaiset suunnittelevat kiehuvesireaktorin polttoaineensiirtokoneen ohjausohjelmiston ryhmissä, Kompetensmålsättningar: Efter kursen förväntas studenten att kunna: Utnyttja färdiga programkomponenter för att sammanställa tillämpningar - ofta med hjälp av webbtjänster och affärsverksamhetprocesser som basis - och integrera dem till programarkitekturer inom branschen. Realisera återanvändningsbara komponenter och webbtjänster i automation med integrerade utvecklingsomgivningar för programvara. Värdera lämpligheten och företagsekonomiska rollen av komponenter och webbtjänster samt komponentoch webbtjänstarkitekturer i automationtekniska tillämpningar. Innehåll: Många av de nyaste automationsoch informationssystemen är baserade på komponent- och webbtjänstteknologin. Målet med kursen är att orientera studeranden i utvecklingen och utnyttjandet av återanvändbara programkomponenter och webbtjänster (tjänstkomponenter). Under kursen gås igenom programkomponenter och komponentmodeller, samt webbtjänstteknologier. Användningen av komponenter i applikationer, sammanställningen av tillämpningar med hjälp av webbtjänster och affärsverksamhetprocesser. Utvecklandet och behärskningen av programkomponenter och webbtjänster. Komponent och webbtjänstarkitekturer (SOA) i de nya automationssystemen. De applikationsområdesspecifika komponent- och webbtjänststandarderna för processautomationen, speciellt OPC-UA. Övningsarbete: En mindre automationstillämpling utvecklas med komponenteller webbtjänstteknologin, eller ett arbete där man fördjupar sig i ett delområde av komponentering eller webbtjänster. Tentamen och övningsarbeten. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: Kursen ersätter studieperioderna AS ja AS Förkunskaper: Rekommenderas AS , AS Bedömningsskala: Både tentamen och övningsarbetet tas till hänsyn i totalbedömningen (1-5). Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Kursen ersätter studieperioderna AS ja AS AS Säkerhet inom automation L (5 sp) Ansvarig lärare: Yliopistonlehtori Seppo Sierla Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2+2) Kompetensmålsättningar: Efter kursen kan studeranden koppla ihop de olika arbetsskedena inom säkerhetsprocessen med system- och programprocessen och tillämpa dessa prosesser inom arbetsmaskinsbranchens projekt som del av ett team. Innehåll: Att säkra den allt mångfaceterade säkerheten inom automationen är ett snabbt växande uppgiftsfält. På kursen poängteras maskin- och kärnkraftverks-automation, för säkerheten inom dessa brancher har stigit fram som ett mycket viktigt utvecklingsobjekt. Som fördjupande tema är utveckling av program som kräver godkännande av myndighet och kursdeltagarna planerar ett styrningsprogram 7 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 10

11 joiden roolituksella jäljitellään teollisuuden projekteja. Perinteisten opetusmenetelmien lisäksi opetusta annetaan ryhmille auditoinnin ja konsultoinnin muodossa, jäljitellen viranomaishyväksyntää edellyttävän koneen suunnittelu- ja kelpoistusprosessia. Projektilla ei ole yhtä oikeaa lopputulosta, joten suorittaminen edellyttää omia suunnitteluratkaisuja, yhteisymmärryksen saavuttamista tiimissä ja aikaisempaa suunnittelukokemusta (esim AS harjoitustyö). Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: PBL (Problem based learning / Ongelmalähtöinen oppiminen) -projekti ohjelmistojen osalta ja harjoitukset muun sisällön osalta Oppimateriaali: Sähköisesti nopassa. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS Esitiedot: Automaation tietotekniset järjestelmät AS tai vastaava kokemus työkoneen ohjelmistonkehityksestä (pakollinen esitieto) Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi, osittain englanti. AS Tuotteen elinkaarenaikainen hallinta (3 op) Vastuuopettaja: Nikolaos Papakonstantinou; Yliopistonlehtori Seppo Sierla Opetusperiodi: IV Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: After passing the course, the student will be able to apply techniques for specifying and designing product lines in the industrial automation context. The student will be able to assess software designs against product line level configurability and maintainability requirements. Sisältö: A product line is the industry s approach for managing a set of product variations for a specific market segment. In order to stay competitive, development costs and times must be continually reduced while at the same time offering increased numbers of product options for customers. This necessitates a shift of development focus from individual products to product lines. The course covers techniques for specifying, designing and modelling product lines with cases from heavy machinery. The focus is on the interface between system and software development. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Lectures and exercises Oppimateriaali: Noppa-portaalissa. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS ja AS Esitiedot: AS (suositellaan, ei pakollinen) tai vastaavat tiedot Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Englanti AS Automaation tietotekniikan jatkoopintoseminaari L (V) (4-8 op) Vastuuopettaja: professori Kari Koskinen Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Ryhmätyöskentely (2 + 2) + itsenäinen työskentely. Sisältö: Kurssi on sisällöltään vaihtuva ja siihen pyritään valitsemaan kulloinkin ajankohtaisia teknologisia ja metodologisia aiheita. för bränsletransmission i en kokvattenreaktor i grupper, där rollerna efterliknar industrins projekt. Utöver de klassiska undervisningsmetoderna undervisas grupperna också i form av auditering och konsultering, med tanke att efterlikna planerings-och godkännandeprocesserna som myndigheten utför.projektet har inget rätt resultat, dvs. genomföringen kräver egna planeringslösningar, samarbete inom teamet och tidigare planeringserfarenhet (tex. AS övningsarbeten. PBL (Problem based learning / Problem baserad inlärning) -projekt för programmering och övningar för den allmänna delen. Läromedel: I Noppa-portalen. Ersättande prestationer: Kursen ersätter AS Förkunskaper: AS eller motsvarande erfarenhet inom arbetsmaskins programutveckling. Undervisningsspråk: Finska, delvis engelska. AS Produktens livstida förvaltning (3 sp) Ansvarig lärare: Nikolaos Papakonstantinou; Yliopistonlehtori Seppo Sierla Undervisningsperiod: IV Arbetsmängd: (2+2) Kompetensmålsättningar: After passing the course, the student will be able to apply techniques for specifying and designing product lines in the industrial automation context. The student will be able to assess software designs against product line level configurability and maintainability requirements. Innehåll: A product line is the industry s approach for managing a set of product variations for a specific market segment. In order to stay competitive, development costs and times must be continually reduced while at the same time offering increased numbers of product options for customers. This necessitates a shift of development focus from individual products to product lines. The course covers techniques for specifying, designing and modelling product lines with cases from heavy machinery. The focus is on the interface between system and software development. Lectures and exercises Läromedel: I Noppa-portalen Ersättande prestationer: Kursen ersätter tidigare kurserna AS ja AS Förkunskaper: AS (rekommenderas, inte obligatorisk) eller motsvarande kunskaper Undervisningsspråk: Engelska AS Fortsättningsstudier i informationsteknik inom automation L (V) (4-8 sp) Ansvarig lärare: professori Kari Koskinen Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Innehåll: Studieperiodens innehåll varierar och fokuseras på aktuella teknologiska och metodologiska frågor. 8 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 11

12 Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kurssi suoritetaan seminaarimuotoisena, jolloin edellytetään osallistuminen seminaareihin, seminaariesitelmä, opponointi, harjoitustyö ja harjoitustehtävien laadinta sekä suorittaminen. Oppimateriaali: Ilmoitetaan kurssin alkaessa Nopassa. Korvaavuudet: AS Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy seminaarityön ja -esityksen sekä seminaariaktiivisuuden mukaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. AS Tietokonesimulointi (3 op) Vastuuopettaja: NN Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii ymmärtämään dynaamisia järjestelmiä, niiden numeerisia ratkaisumenetelmiä ja simulointia. Hän osaa hyödyntää simulointia dynaamisten järjestelmien optimoinnissa. Sisältö: Dynaamisten järjestelmien simulointi tietokoneella. Digitaalisimuloinnin vaikeudet: viiveet, taulukot, epäjatkuvuudet, jäykät järjestelmät; linearisointi. Optimointi simuloinnissa, esimerkkejä teknillisten ja ekologisten järjestelmien simuloinnista. Esimerkkejä kaupallisista simulointiohjelmistoista. Kurssin harjoitukset pidetään mikroluokassa. Simulointityökaluna Matlab/Simulink. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kotitentti. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Fysiikan ja matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Kotitentin simulointitehtävät arvostellaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi. AS Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot (2 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Kai Zenger Opetusperiodi: I, II, III, IV Työmäärä toteutustavoittain: Itsenäinen työskentely 54 t. Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee säätö- ja systeemitekniikan opinnoissa tarvittavat matemaattiset peruskäsitteet ja laskentatavat. Lisäksi hän ymmärtää, miten säätötekniikan perusteoria kehittyy niiden pohjalta. Sisältö: Matriisialgebra, laplacemuunnos ja siirtofunktio. Herätteet ja vasteet. Tilaesitys. Differenssiyhtälöt, z-muunnos. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti. Oppimateriaali: Virkkunen, Säätötekniikan matematiikkaa. Otatieto; opetusmonisteet, verkkokurssi. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentin perusteella. Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Kurssista ei järjestetä luentoja eikä harjoituksia. Kurssimateriaali on kurssin Noppa-sivuilla. Käytössä on myös verkkokurssi sekä nettipohjainen harjoitteluympäristö. Studieperioden avläggs som seminarium: deltagande i seminarien, eget seminarieföredrag, opponering, övningsarbete och hemarbeten. Läromedel: Meddelas i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS Bedömningsskala: I totalbedömningen (1-5) tas till hänsyn seminariearbetet, -föredraget och aktiviteten. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. AS Datorsimulering (3 sp) Ansvarig lärare: NN Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studerande lär sig första dynamiska system, deras numeriska lösning och simulering. Optimering av dynamiska system med hjälp av simulering. Innehåll: Datorsimulering av dynamiska system. Svårigheter i digitalsimulering: tidsfördröjningar, tabeller, diskontinuiteter, styva system; linearisering, optimering med hjälp av simulering, simuleringsexempel av tekniska och ekologiska system. Övningarna hålls i datasal. I övningarna används Matlab/Simulink. Hemtentamen. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkurserna i fysik och matematik. Bedömningsskala: Kursen bedöms på basen av hemtentamen (simuleringsuppgifter). Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggs på engelska. Tilläggsinformation: Allt undervisningsmaterial är på internet på finska och engelska. AS Matematiska hjälpmedel inom reglerteknik (2 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Kai Zenger Undervisningsperiod: I, II, III, IV Arbetsmängd: Självständigt arbete 54 h. Kompetensmålsättningar: Studerande behärskar de matematiska verktyg som behövs för regler- och systemteknik. Han vet också hur reglerteknikens grundteori bygger på de matematiska verktygen. Innehåll: Matrisalgebra, laplacetransformering och överföringsfunktioner. Impulser och svar. Tillståndsekvationer, z-transformering. Differensekvationer. Tentamen. Läromedel: Virkkunen, Säätötekniikan matematiikkaa. Otatieto; kurskompendium, internetkursen. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkurserna i matematik. Bedömningsskala: Kursen bedöms på basen av tentamen. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Inga föreläsningar eller veckoövningar. Kursmaterialet är på kursens Noppa- 9 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 12

13 sida. Studerande kan också använda internetkursen och den web-baserade övningsmiljön. AS Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 1 (1 op) Opetusperiodi: I, III Työmäärä toteutustavoittain: Pienryhmäopetus 18 t, itsenäinen työskentely 6 t. Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan osaavan käyttää MATLAB-ohjelmiston perustoimintoja (laskenta, kuvaajat, ohjelmointi) sekä omaavan perusvalmiudet MATLAB-osaamisen kehittämiseen. Sisältö: Kurssilla annetaan perusvalmiudet MATLABohjelmiston käyttöön laskentavälineenä erityisesti automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa. Peruslaskutoimitukset, funktiot, kuvaajat, MATLABohjelmointi. Kurssi on tarkoitettu ensisijaisesti opiskelijoille, jotka eivät ole käyttäneet MATLABia lainkaan. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Vähintään 50% läsnäolo harjoituksissa, harjoitustyö. Poissaolokerroilta rästitehtävien palautus. Oppimateriaali: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset, Otatieto Korvaavuudet: AS Esitiedot: Ei esitietoja. Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettava englanniksi. Lisätietoja: Kaikki materiaali ja henkilökohtainen ohjaus saatavilla suomeksi ja englanniksi. Lisäksi englanninkielinen ryhmä I periodin kurssilla. AS Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 2 (1 op) Vastuuopettaja: DI Joonas Varso Opetusperiodi: II, IV Työmäärä toteutustavoittain: Pienryhmäopetus 15 t, itsenäinen työskentely 6 t. Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan osaavan käyttää monipuolisesti ja tehokkaasti MATLAB-ohjelmiston toimintoja erityisesti automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa sekä omaavan hyvät valmiudet MATLAB-osaamisen itsenäiseen syventämiseen. Sisältö: MATLAB-ohjelmiston tehokas käyttö automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa. Tietorakenteiden monipuolinen käyttö, piirtoominaisuudet, MATLAB-ohjelmointi, esimerkkejä MATLABin funktioista ja toolboxien käytöstä. Kurssi on tarkoitettu MATLABin perusteet jo hallitseville. Kurssilla syvennetään MATLAB-osaamista. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Vähintään 50% läsnäolo harjoituksissa, harjoitustyö. Poissaolokerroilta rästitehtävien palautus. Oppimateriaali: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset. Otatieto Korvaavuudet: AS Esitiedot: AS tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kaikki materiaali ja henkilökohtainen ohjaus saatavilla suomeksi ja englanniksi. AS Inledning till Matlab 1 (1 sp) Undervisningsperiod: I, III Arbetsmängd: Övningar i små grupper 18 h, självständigt arbete 6 h. Kompetensmålsättningar: I slutet av kursen förväntas studeranden ha lärt sig MATLABprogramvarans grundfunktioner (räkning, figurer, programmering) och beredskap att bygga på dessa grunder. Innehåll: Kursen ger färdigheter in användning av MATLAB som räkningsmedel speciellt i automationsoch systemtekniska tillämplingar. Räkneoperationer, funktioner, grafer, MATLAB programmering. Kurssen är avsedd primärt för studeranden, som inte alls har använt MATLAB. Minst 50% närvaro på övningarna, övningsarbete. Extra uppgifter för att kompensera frånvaro. Läromedel: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset, Otatieto Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Inga förkunskaper. Bedömningsskala: Godkänt / underkänt. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Allt undervisningsmaterial och personlig instruktion på finska och engelska. Därutöver en engelsk grupp i undervisningsperioden I. AS Inledning till Matlab 2 (1 sp) Ansvarig lärare: DI Joonas Varso Undervisningsperiod: II, IV Arbetsmängd: Övningar i små grupper 15 h, självständigt arbete 6 h. Kompetensmålsättningar: I slutet av kursen förutsätts att studeranden kan använda mångsidigt och effektivt MATLAB-programvarans funktioner, i synnerhet i automation- och systemteknikens område, och har goda förutsättningar att fördjupa sina kunskaper. Innehåll: Effektiv användning av MATLAB i automations- och systemtekniska tillämpningar. Mångsidig användning av datastrukturer, ritnings egenskaper, exempel på användning av funktioner och toolboxar. Kursen är inriktad för studeranden, som har baskunskaper i MATLAB. Dessa kunskaper fördjupas på kursen. Minst 50% närvaro på övningarna, övningsarbete. Extra uppgifter för att kompensera frånvaro. Läromedel: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset. Otatieto Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS eller motsvarande kunskaper. Bedömningsskala: Godkänt / underkänt. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Allt undervisningsmaterial och personlig instruktion på finska och engelska. 10 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 13

14 AS Analoginen säätö (3 op) Vastuuopettaja: tutkija Jean-Peter Ylen Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee jatkuvaaikaisen säätö- ja systeemiteorian alkeet. Hän ymmärtää dynaamisen systeemin perusperiaatteet ja analysointimenetelmät. Sisältö: Analogisen säädön perusteet. Dynaamiset järjestelmät. Taajuustason mallit. Tilamallit. Säätäjien suunnittelu ja analyysi. Harjoitustehtävissä käytetään Matlab/Control System Toolboxia. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja vapaaehtoisia kotitehtäviä. Oppimateriaali: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, Opetusmoniste ja verkkokurssi. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Jokin automaatio- ja säätötekniikan peruskursseista. Suositellaan AS /1101, AS /1102. Arvosteluasteikko: Tenttitehtävien päälle summataan (vapaaehtoisista) kotitehtävistä saadut pisteet. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS Digitaalinen säätö (3 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Kai Zenger Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 +2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee tietokonesäädön perusteorian ja osaa nähdä sen jatkuva-aikaisen säädön kylkiäisenä. Hän osaa toteuttaa, implementoida ja validoida digitaalisen säätimen automaatiolaitteelle. Sisältö: Digitaalisen säädön perusteet. Näytteenoton teoria. Jatkuvien ja diskreettien mallien yhteydet. Diskreetit säätöalgoritmit. Diskreetti PID-säätäjä. Häiriöt ja niiden kompensointi. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja vapaaehtoisia kotitehtäviä. Oppimateriaali: Opetusmonisteet, kurssin kotisivut ja verkkokurssi. Korvaavuudet: AS Esitiedot: AS /AS Suositellaan AS /AS , AS /AS Arvosteluasteikko: Tenttitehtävien päälle summataan (vapaaehtoisista) kotitehtävistä saadut pisteet. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS Systeemidynamiikka (4 op) Vastuuopettaja: tutkija Jean-Peter Ylen Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) AS Analog reglering (3 sp) Ansvarig lärare: tutkija Jean-Peter Ylen Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar reglering i kontinuerlig tid, regler-och systemteorins grunder. Han behärskar grundprinciperna och analysmetoder för dynamiska system. Innehåll: Grunder i analog reglering. Dynamiska system. Frekvensplanets modeller. Tillståndsmodeller. Planering och analys av regulatorer. I övningarna används Matlab/Control System Toolbox. Tentamen och frivilliga hemuppgifter. Läromedel: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, Kurskompendium och internetkursen. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Någon grundkurs i automationoch reglerteknik. Rekommenderas AS- AS /1101,AS /1102. Bedömningsskala: Till resultat i tentamen kan man räkna tillgodo bonuspoäng från hemuppgifterna. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Kursmaterial finns också på engelska på internet och kursboken är engelskspråkig. Det är möjligt att studera och avlägga kursen åp engelska också. AS Digital reglering (3 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 +2) Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar grundteorin i datorbaserad reglering och ser det som en utvidgning till den analoga reglerteorin. Han kan förverkliga och validera digitala reglerare för automationsapparater. Innehåll: Grunderna i digital reglering. Samplingsteori. Sambanden mellan kontinuerliga och diskreta modeller. Diskreta regleringsalgoritmer. Diskret PID reglering. Störningar och deras kompensation. Tentamen och frivilliga hemuppgifter. Läromedel: Kurskompendium, kursens hemsida och internetkurs. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS /AS Dessutom rekommenderas AS /AS och AS /AS Bedömningsskala: Till resultatet i tentamen kan man räkna tillgodo bonuspoäng från hemuppgifterna. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Allt kursmaterial finns också på engelska på internet. Det är möjligt att studera och avlägga kursen på engelska. AS Systemdynamik (4 sp) Ansvarig lärare: tutkija Jean-Peter Ylen Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) 11 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 14

15 Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee systeemidynamiikan alkeet. Hän osaa konstruoida systeemidynaamisen simulointimallin ongelman ratkaisuun ja hallitsee Vensim-ohjelmiston perusteet. Hän osaa soveltaa systeemi-ja säätöteorian periaatteita tuotannollisiin, taloudellisiin ja organisatoorisiin systeemeihin. Sisältö: Kurssin tavoitteena on antaa valmiudet tunnistaa, mallintaa ja ymmärtää erilaisia taloudellisia, inhimillisiä ja teknisiä systeemejä. Kurssilla käsitellään dynaamisten järjestelmien analyysin ja hallinnan perusteet, dynaamisten mallien muodostaminen ja validointi sekä esitellään käytännön sovelluksia. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: John. D. Sterman: Business Dynamics -Systems Thinking and Modeling for a Complex World, McGraw-Hill. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentti ja harjoitustyö arvostellaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Harjoitusmateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS Dynaamiset järjestelmät (4 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Robert Tenno Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee dynaamisten järjestelmien mallintamisen differentiaaliyhtälöilllä fysikaalisten perusperiaatteiden mukaisesti. Hän osaa myös ratkaista malliyhtälöt analyyttisesti tai numeerisesti. Sisältö: Dynaamisten järjestelmien mallituksen perusteeet. Mekaaniset järjestelmät, virtaus- ja sekoitusprosessit, termiset prosessit, jakautuneiden parametrien systeemit, stokastiset systeemit. Simulointi ja säätö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja kotitehtävä. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS , AS Esitiedot: Fysiikan ja matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentti ja pakollinen kotitehtävä arvostellaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kurssimateriaali on englanniksi, joten kurssi voidaan suorittaa myös tällä kielellä. AS Tietokonemallintaminen L (5 op) Vastuuopettaja: tutkija Jean-Peter Ylen Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee identifiointija estimointiteorian perusteet. Hän osaa kokeellisesti mallittaa tuntemattoman järjestelmän tietokoneen avulla. Sisältö: Mallintamisen ja identifioinnin perusteet, diskreettien systeemien mallintaminen aika- ja taajuustasossa, rekursiivinen identifiointi. Oleellisen Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar grunder i systemdynamik. Han kan konstruera dynamiska simulationssystem för att lösa problem och behärskar Vensim-programvarans grunder. Han kan applicera system- och reglertekniska principer på produktions, ekonomiska och organisatoriska system. Innehåll: Kursens syfte är att ge färdigheter att identifiera, bygga model av och förstå olika ekonomiska, mänskliga och tekniska system. På kursen behandlas analys- och regleringsmetoder av dynamiska system samt byggning och validering av dynamiska modell. Praktiska applikationer presenteras. Tentamen och övningsarbete. Läromedel: John. D. Sterman: Business Dynamics -Systems Thinking and Modeling for a Complex World, McGraw-Hill. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkurserna i matematik. Bedömningsskala: Tentamen och övningsarbetet utvärderas. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Övningsmaterial finns också på engelska åp internet och kursboken är engelskspråkig. Det är möjligt att studera och avlägga kursen på engelska också. AS Dynamiska system (4 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Robert Tenno Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2+2) Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar modellering av dynamiska system med differentialekvationer ur fysikaliska principer. Han kan också lösa ekvationerna analytiskt eller numeriskt. Innehåll: Principer för att konstruera modeller av dynamiska system. Mekaniska system, strömningsoch blandningsprocesser, termiska processer. Stokastiska system. System med fördelade parametrar. Simulering och reglering. Examen och hemuppgift. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS , AS Förkunskaper: Grundkurserna i fysik och matematik. Bedömningsskala: Tentamen och obligatorisk hemuppgift utvärderas. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Kursmaterial finns på engelska och det är möjligt att avlägga kursen på engelska också. AS Datormodellbygge L (5 sp) Ansvarig lärare: tutkija Jean-Peter Ylen Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar grunderna i identifiering och estimering. Han kan också göra en empirisk datormodell av ett okänt system. Innehåll: Grunder i modellbygge och identifiering, modellbygge av diskreta system i tids- och frekvensplanet, rekursiv identifiering. En central roll i 12 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 15

16 osan kurssista muodostavat tietokoneharjoitukset, joissa identifiointimenetelmiä sovelletaan käytännössä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyöt. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Tentti ja kaksi harjoitustyötä arvostellaan. Harjoitustöiden painoarvo kurssiarvosanassa on 50%. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Harjoitusmateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS Neuro-fuzzy -laskenta automaatiotekniikassa L (3 cr) Responsible teacher: Xiao-Zhi Gao Teaching period: III - IV Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The student will learn to understand the basics of neural nets and fuzzy systems and their use in context of dynamical systems. He can design neural networks and fuzzy systems with the aid of software packages. He can apply them in fault diagnosis and control design. Content: Basics of neural computing and fuzzy logic. Fuzzy control. Industrial applications of fuzzy logic and neural networks. Neuro-fuzzy computing. Matlab/Fuzzy Logic Toolbox and neural Network Toolbox are used in tutorials. Assessment Methods and Criteria: Exam and home assignments. Study Material: Lecture notes. All lecture material is in the net. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: AS /2111, AS /2112. Evaluation: Exam and home assignments are graded. Language of Instruction: English. AS Mallipohjaiset säätöjärjestelmät L (4 cr) Responsible teacher: opettava tutkija Kai Zenger Teaching period: I - II Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The student understands the use of advanced modelling and analysis methods of control engineering both in single input - single output and multivariable case. He /she masters the basics of linear quadratic controllers in the deterministic and stochastic case. He /she understands the fundamental limitations of control on system performance. Content: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Assessment Methods and Criteria: Assignment and exam. Study Material: Glad, Ljung, Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: AS /2111 and AS /2112. Evaluation: Exam, home assignment and (not mandatory) homework probelms which are graded. kursen utgör datorövningar där identifieringsmetoder tillämpas i praktiken. Tentamen och övningsarbeten. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Någon grundkurs i reglerteknik. Bedömningsskala: tentamen 50% och två övningsarbeten 50%. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas åp engelska. Tilläggsinformation: Övningsmaterial finns också på engelska op internet och kursboken är engelskspråkig. Det är möjligt att studera och avlägga kursen på engelska också. AS Neuro-fuzzy kalkylering inom automationsteknik L (3 sp) Ansvarig lärare: Xiao-Zhi Gao Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: The student will learn to understand the basics of neural nets and fuzzy systems and their use in context of dynamical systems. He can design neural networks and fuzzy systems with the aid of software packages. He can apply them in fault diagnosis and control design. Innehåll: Basics of neural computing and fuzzy logic. Fuzzy control. Industrial applications of fuzzy logic and neural networks. Neuro-fuzzy computing. Matlab/ Fuzzy Logic Toolbox and neural Network Toolbox are used in tutorials. Exam and home assignments. Läromedel: Lecture notes. All lecture material is in the net. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS /2111, AS /2112. Bedömningsskala: Exam and home assignments are graded. Undervisningsspråk: English. AS Modellbaserade reglersystem L (4 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: The student understands the use of advanced modelling and analysis methods of control engineering both in single input - single output and multivariable case. He /she masters the basics of linear quadratic controllers in the deterministic and stochastic case. He /she understands the fundamental limitations of control on system performance. Innehåll: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Assignment and exam. Läromedel: Glad, Ljung, Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS /2111, AS / Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 16

17 Language of Instruction: Primarily English. Can be taken in Finnish or Swedish upon request. Further Information: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS Optimal, Adaptive and Robust Control L (5 cr) Responsible teacher: opettava tutkija Kai Zenger Teaching period: III - IV (Spring, Alternate years, will not be given ) Workload: (2+2) Learning Outcomes: The student masters the main methods and principles of modern control theory. He/she can formulate and solve the LQ(G) control problem and construct general equations for the optimal controller in the case of nonlinear processes with state and control signal constraints. He/she knows the principles of robust control and can by using suitable software solve simple design problems. The principles and methods of adaptive control as well as the basics of stability analysis of nonlinear systems become clear to the student, as well as the principles of H 2- and H #- controllers and model predictive controllers. Content: Classes of optimal control problems, the maximum principle, basics of adaptive control, gain scheduling, model-reference and self-tuning controllers. Nonlinear control problems, Lyapunov methods, describing function, exact linearization. H 2- and H #- controllers, model predictive control. Assessment Methods and Criteria: Exam and home assignments. Study Material: Parts of: Glad, Ljung, "Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods", Taylor and Francis 2000, Skogestad, Postlethwaite, "Multivariable Feedback Control", John Wiley and Sons, 2005, Kirk: "Optimal Control Theory", Prentice-Hall, Lecture notes in Noppa pages. Prerequisites: AS Model-Based Control Systems or equivalent. The course is intended for master-level or postgraduate students, who want to study control engineering more deeply. Evaluation: Exam and home assigments which are graded. Language of Instruction: English AS Servotekniikka (3 op) Vastuuopettaja: Petri Hänninen Opetusperiodi: III - IV (Vuorovuosin, ei luennoida ) Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii servojärjestelmien matemaattiset perusteet. Hän osaa analysoida servojärjestelmien epälineaarisuuksia sekä suunnitella säätimen, joka kompensoi niiden vaikutuksia. Sisältö: DC, AC-servot ja näiden yhdistelmät. Sähköhydrauliset servot. Tietokoneen ja mittausantureiden käyttö servotekniikassa. Erilaiset säätöalgoritmit. Mikrosysteemin perusteita. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kotitehtävät, seminaariesitys esseineen (pakollinen). Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Kaikki kurssimateriaali on verkossa. Bedömningsskala: Exam, home assignment and (not mandatory) homework probelms which are graded. Undervisningsspråk: Primarily English. Can be taken in Finnish or Swedish upon request. Tilläggsinformation: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS Optimal, Adaptive and Robust Control L (5 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Kai Zenger Undervisningsperiod: III - IV (Spring, Alternate years, will not be given ) Arbetsmängd: (2+2) Kompetensmålsättningar: The student masters the main methods and principles of modern control theory. He/she can formulate and solve the LQ(G) control problem and construct general equations for the optimal controller in the case of nonlinear processes with state and control signal constraints. He/she knows the principles of robust control and can by using suitable software solve simple design problems. The principles and methods of adaptive control as well as the basics of stability analysis of nonlinear systems become clear to the student, as well as the principles of H 2- and H #-controllers and model predictive controllers. Innehåll: Classes of optimal control problems, the maximum principle, basics of adaptive control, gain scheduling, model-reference and self-tuning controllers. Nonlinear control problems, Lyapunov methods, describing function, exact linearization. H 2- and H #-controllers, model predictive control. Exam and home assignments Läromedel: Parts of: Glad, Ljung, "Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods", Taylor and Francis 2000, Skogestad, Postlethwaite, "Multivariable Feedback Control", John Wiley and Sons, 2005, Kirk: "Optimal Control Theory", Prentice- Hall, Lecture notes in Noppa pages. Förkunskaper: AS Model-Based Control Systems or equivalent. The course is intended for master-level or postgraduate students, who want to study control engineering more deeply. Bedömningsskala: Exam and home assigments which are graded. Undervisningsspråk: English AS Servoteknik (3 sp) Ansvarig lärare: Petri Hänninen Undervisningsperiod: III - IV (Vartannat år, föreläses ej ) Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Studeranden lär sig de matematiska grunderna för servosystem. Han kan analysera icke-linjära servosystemen och konstruera en reglerare som kompenserar dem. Innehåll: DC-och AC-servosystem och kombinationer av dessa. Elektrohydrauliska servosystem. Användning av datorer och mätinstrument inom servotekniken. Olika regleringsprinciper. Grunderna i mikrosystem. Hemuppgifter, seminariepresentation (obligatoriskt) och rapport. 14 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 17

18 Korvaavuudet: AS Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Kotitehtävät arvostellaan. Opetuskieli: Suomi. AS Johdatus mikrosysteemeihin (3 cr) Responsible teacher: tutkija Quan Zhou Teaching period: III - IV Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students an overview of microsystem technology and its applications. Students will learn general concepts as well as important aspects, and become familiar with the possibilities of microsystems technology. After the course, students should master the fundamentals and be ready to utilize microsystems in future applications and products. Content: The course introduces the fundamental concepts and key topics of microsystem technology, including the physics in the microworld, microfabrication, microsensors, microactuators, microfluidics, microrobotics, modeling and control, and system integration. Besides the technical topics, selected applications of microsystems technology will also be discussed. The design work will allow the students to creatively design new microsystems or new applications of microsystems. Assessment Methods and Criteria: Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Two years of basic studies. Evaluation: 1-5 Opintojaksot Language of Instruction: English. AS Micro- and Nanorobotics L (4 cr) Responsible teacher: tutkija Quan Zhou Teaching period: I - II Workload: (2 + 3) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students the knowledge and methodology of solving challenges in scientific and industrial applications using microand nanorobotic technology. The students will master fundamentals of the technologies and have a deep understanding on a particular topic(s) with practical experience. Content: Micro- and nanorobotics is a rapidly advancing technology emerged at the beginning of 1990 s that is important for both scientific research and new industry applications. The interdisciplinary course covers the various aspects of micro- and nanorobotics, from essential sensors and actuators, to design, construction, analysis and control of micro- and nanorobots, as well as related physics and applications of micro- and nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, micro- and nanoactuators, micro- and nanosensing, scaling effect and micro- and nanophysics. Practical group work on specific topics on micro- and nanorobotics will be specified each year. Läromedel: Kurskompendium. Allt kursmaterial finns på internet. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Någon grundkurs i reglerteknik. Bedömningsskala: Kursen bedöms på basen av hemuppgifter. Undervisningsspråk: Finska. AS Inledning till mikrosystem (3 sp) Ansvarig lärare: tutkija Quan Zhou Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: The objective of the course is to give students an overview of microsystem technology and its applications. Students will learn general concepts as well as important aspects, and become familiar with the possibilities of microsystems technology. After the course, students should master the fundamentals and be ready to utilize microsystems in future applications and products. Innehåll: The course introduces the fundamental concepts and key topics of microsystem technology, including the physics in the microworld, microfabrication, microsensors, microactuators, microfluidics, microrobotics, modeling and control, and system integration. Besides the technical topics, selected applications of microsystems technology will also be discussed. The design work will allow the students to creatively design new microsystems or new applications of microsystems. Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Läromedel: Lecture notes. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Two years of basic studies. Undervisningsspråk: English. AS Micro- and Nanorobotics L (4 sp) Ansvarig lärare: tutkija Quan Zhou Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 3) Kompetensmålsättningar: The objective of the course is to give students the knowledge and methodology of solving challenges in scientific and industrial applications using micro- and nanorobotic technology. The students will master fundamentals of the technologies and have a deep understanding on a particular topic(s) with practical experience. Innehåll: Micro- and nanorobotics is a rapidly advancing technology emerged at the beginning of 1990 s that is important for both scientific research and new industry applications. The interdisciplinary course covers the various aspects of micro- and nanorobotics, from essential sensors and actuators, to design, construction, analysis and control of micro- and nanorobots, as well as related physics and applications of micro- and nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, micro- and nanoactuators, microand nanosensing, scaling effect and micro- and nanophysics. Practical group work on specific topics on micro- and nanorobotics will be specified each year. 15 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 18

19 Assessment Methods and Criteria: Practical group work and report. The result of the practical group work will be graded. Study Material: All course material is in the Noppa page of the course. Handbooks are available at the lab. Prerequisites: AS Introduction to Microsystems or equivalent. Evaluation: 1-5 Opintojaksot Language of Instruction: English Further Information: The course can only accept a limited number of students based on available resources. The principle of selection is first come first serve. AS Aika- ja paikkariippuvaisten prosessien mallintaminen ja säätö L (5 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Robert Tenno Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Tavoitteena on, että kurssin käytyään opiskelija tietää miten kenttäprobleemia ja niihin liittyviä ilmiöitä mallinnetaan laskennallisesti, hänellä on kokemusta mallien toteuttamisesta käytännössä Comsol Multiphysics laskentaohjelmistoa käyttäen sekä kokemusta konstruoitujen mallien soveltamisesta säätöjärjestelmien suunnitteluun. Sisältö: Yleisiä osittaisdifferentiaaliyhtälöillä kuvattuja prosesseja (massan- ja lämmönsiirtoprosessit, fluidien virtaus sekä sähkömagneettiset kentät), niiden tietokonemallintaminen ja niiden säädön tietokoneavusteinen suunnittelu. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Pisteytettävät viikkotehtävät, luentotehtävät sekä mahdollisesti harjoitustyö. Läsnäolo luennoilla. Ei tenttiä. Oppimateriaali: Luentomonisteet, harjoitustehtävät. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Perustiedot dynaamisista prosesseista ja normaaleista differentiaaliyhtälöistä, esim. kurssi AS Säätötekniikan perustiedot, esim. kurssit AS ja AS Arvosteluasteikko: Viikkotehtävät ja luentotehtävät arvostellaan. Läsnäolosta luennoilla saa lisäpisteitä. Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Luentokalvot ovat englanninkielisiä. AS Rakennusautomaatio (3 op) Vastuuopettaja: DI Kalevi Piira Opetusperiodi: III - IV (vuorovuosin, luennoidaan lukuvuonna ) Työmäärä toteutustavoittain: 28 (2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee rakennusautomaation perusteet, terminologian ja ajattelutavan sekä osaa nähdä automaation osana rakennusten teknisiä järjestelmiä. Hän tuntee tärkeimmät tekniset ratkaisut ja osaa hyödyntää niitä suunnittelu- ja käyttötehtävissä. Sisältö: Rakennusautomaation käsitteistö, rakenne ja ohjelmistot, sovellusalueet, toiminnot (ohjelmistot, kenttäpisteet), toteutustekniikat, kannattavuuslaskelmat. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja seminaariosuus. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Tentti ja seminaariesitys arvostellaan. Practical group work and report. The result of the practical group work will be graded. Läromedel: All course material is in the Noppa page of the course. Handbooks are available at the lab. Förkunskaper: AS Introduction to Microsystems or equivalent. Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: The course can only accept a limited number of students based on available resources. The principle of selection is first come first serve. AS Modellering och reglering av tids- och positionsberoende processer L (5 sp) Ansvarig lärare: opettava tutkija Robert Tenno Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Kompetensmålsättningar: Målet är att lära hur fältproblem och deras egenskaper modelleras numeriskt. Ge erfarenhet i att förverkiliga modellerna i Comsol Multiphysics programaran och användning av modellerna i planering av reglersystem. Innehåll: Modellering av de vanligaste fält problem beskrivna med partiella differentialekvationer och planering av kontroll mekanismer till system med fält fenomen (t.ex. mass- och värmetransport processer, flödesprocesser och elektromagnetiska fält). Veckouppgifter, föreläsningsuppgifter och möjligtvis ett projekt uppgift. Närvaro på föreläsningarna. Ingen examen. Läromedel: Kurskompendium, övningsmaterial. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkunskaper i dynamiska systemer och normala differentialekvationer (t.ex. kurs AS ). Grundkunskaper i reglerteknik (t.ex. kurserna AS och AS ). Bedömningsskala: Veckouppgifter och föreläsningsuppgifter utvärderas. Extra poäng från närvaro på föreläsningarna. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Transparenterna är engelskspråkiga. AS Automation i byggnader (3 sp) Ansvarig lärare: DI Kalevi Piira Undervisningsperiod: III - IV (vartannat år, föreläses läsåret ) Arbetsmängd: 28 (2) Kompetensmålsättningar: Studeranden behärskar byggnadsautomationens grunder, terminologi, tankesätt, och ser automationen som en del av byggnadstekniken. Han känner de viktigaste tekniska lösningarna och kan utnyttja dem i planering och praktiska uppdrag. Innehåll: Grunderna för automationsteknik inom byggnadstekniken, strukturer och programvara. Tillämpningar, funktioner (programvara, mätningspunkter), realiseringstekniker, lönsamhetsberäkningar. Tentamen och seminarium. Läromedel: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Någon grundkurs i reglerteknik. 16 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 19

20 Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on suomeksi, kurssin voi suorittaa vain suomen kielellä. AS Wireless Automation P (4 cr) Responsible teacher: tutkijatohtori Mikael Björkbom Teaching period: III - IV Workload: (2 + 1) Learning Outcomes: After completing the course the student is familiar with the basics of wireless communications in automation, and masters the control design and simulation in wireless automation applications. The student is also able to design and implement automation-oriented applications in wireless sensor networks. Content: Wireless communication in automation applications, channels and protocols, quality of service (QoS) and security in wireless networks, sensor and actuator networks, multisensor data fusion, wireless control systems, applications and case studies. Assessment Methods and Criteria: Lectures and exercises. Mandatory parts: attending tutorials, a seminar presentation, a written report and an examination. Study Material: Lecture notes Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Basic control courses (e.g. AS / AS or AS ). Evaluation: Exam 70%, seminar report and presentation 30%. Language of Instruction: English. AS Monimuuttujaregression menetelmät L (4 op) Vastuuopettaja: tutkijatohtori Olli Haavisto Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää monimuuttujalähestymistapojen haasteet ja mahdollisuudet. Hän näkee latenttimuuttujamenetelmien läheisen keskinäisen sukulaisuuden ja ymmärtää niiden erot, ja osaa soveltaa niitä järkevästi käytännön ongelmiin. Sisältö: Kurssissa perehdytään moderneihin tilastollisiin monimuuttajamenetelmiin (lineaarinen regressio, pääkomponenttianalyysi ja -regressio, PLSregressio, kanoninen korrelaatioanalyysi ja -regressio sekä riippumattomien komponenttien analyysi ja regressio ja sovelletaan näitä dynaamisten järjestelmien mallitukseen (aliavaruusidentifiointi). Tavoitteena on eri menetelmien perusajatusten selvittäminen ja toisaalta niiden läheisen sukulaisuuden toteaminen. Kurssi sisältää aloitusluennon, kaksi demoluentoa ja harjoitustyön. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyö arvostellaan. Oppimateriaali: Hyötyniemi H: Multivariable regression - Techniques and tools, Systeemitekniikan laboratorion raportti nro 125. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Perustiedot lineaarialgebrasta ja matriisilaskusta. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Bedömningsskala: Tentamen och seminariepresentation utvärderas. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Allt kursmaterial är på finska. AS Wireless Automation P (4 sp) Ansvarig lärare: tutkijatohtori Mikael Björkbom Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 1) Kompetensmålsättningar: After completing the course the student is familiar with the basics of wireless communications in automation, and masters the control design and simulation in wireless automation applications. The student is also able to design and implement automation-oriented applications in wireless sensor networks. Innehåll: Wireless communication in automation applications, channels and protocols, quality of service (QoS) and security in wireless networks, sensor and actuator networks, multisensor data fusion, wireless control systems, applications and case studies. Lectures and exercises. Mandatory parts: attending tutorials, a seminar presentation, a written report and an examination. Läromedel: Lecture notes Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Basic control courses (e.g. AS /AS or AS ). Bedömningsskala: Exam 70%, seminar report and presentation 30%. Undervisningsspråk: English. AS Regressionsmetoder med flera variabler L (4 sp) Ansvarig lärare: tutkijatohtori Olli Haavisto Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2+2) Kompetensmålsättningar: Studeranden förstår multivariabelsystem, dess utmaningar och möjligheter. Han förstår olika latentvariabelmetoder och kan se deras inbördes släktskap och skillnader, och kan applicera det i praktiska problem. Innehåll: Kursen fördjupar sig i moderna statistika metoder med flera variabler (linjär regression, principalkomponentsanalys och regression, PLSregression, kanonisk korrelationsanalys och - regression samt regression och analys av oberoende komponenter). Dessa tillämpas i modellering av dynamiska system. Målsättningen är att klarlägga olika grundprinciper och inse deras underliggande släktskap. Kursen innehåller inledningsföreläsning, två demoföreläsningar och övningsarbete. Tentamen och övningsarbete bedöms. Läromedel: Hyötyniemi H: Multivariable regression - Techniques and tools, Control Engineering Laboratory Report 125. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkunskaper i linjär- och matrisalgebra. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. 17 Automaatio- ja systeemitekniikan laitos 20