Aikatason vaste vs. siirtofunktio Tehtävä

Samankaltaiset tiedostot
SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Harjoitus (15min) Prosessia P säädetään yksikkötakaisinkytkennässä säätimellä C (s+1)(s+0.02) 50s+1

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

MATLAB harjoituksia RST-säädöstä (5h)

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

3. kierros. 2. Lähipäivä

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

H(s) + + _. Ymit(s) Laplace-tason esitykseksi on saatu (katso jälleen kalvot):

Y (s) = G(s)(W (s) W 0 (s)). Tarkastellaan nyt tilannetta v(t) = 0, kun t < 3 ja v(t) = 1, kun t > 3. u(t) = K p y(t) K I

Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu. Vinkit 1 a

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Hyvyyskriteerit. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

Elektroniikka, kierros 3

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Y Yhtälöparista ratkaistiin vuorotellen siirtofunktiot laittamalla muut tulot nollaan. = K K K M. s 2 3s 2 KK P

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

PID-sa a timen viritta minen Matlabilla ja simulinkilla

MASSASÄILIÖN SIMULOINTI JA SÄÄTÖ Simulation and control of pulp tank

ELEC-C1230 Säätötekniikka 10. laskuharjoitus Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu

Tilaesityksen hallinta ja tilasäätö. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 6: Tilasäätö, tilaestimointi, saavutettavuus ja tarkkailtavuus

Systeemin käyttäytyminen. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Systeemin navat ja nollat. Systeemin navat ja nollat

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Tietokoneavusteinen säätösuunnittelu (TASSU)

4. kierros. 1. Lähipäivä

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Säätötekniikan alkeita

LTY/SÄTE Säätötekniikan laboratorio Sa Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi. Servokäyttö (0,9 op)

Automaatiotekniikan laskentatyökalut (ALT)

2. Funktiot. Keijo Ruotsalainen. Mathematics Division

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

12. Differentiaaliyhtälöt

Automaatiotekniikan laskentatyökalut (ALT)

Matemaattinen Analyysi

Matriisilaskenta Laskuharjoitus 5 - Ratkaisut / vko 41

Boost-hakkuri. Hakkurin tilaesitykset

3. kierros. 1. Lähipäivä

Osatentti

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

ACKERMANNIN ALGORITMI. Olkoon järjestelmä. x(k+1) = Ax(k) + Bu(k)

12. Stabiilisuus. Olkoon takaisinkytketyn vahvistimen vahvistus A F (s) :

Osatentti

2. kierros. 2. Lähipäivä

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 6: Ääriarvojen luokittelu. Lagrangen kertojat.

5. Z-muunnos ja lineaariset diskreetit systeemit. z n = z

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS127. Jatkuva-aikaiset IC-suodattimet ja PLL-rakenteet

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

x = π 3 + nπ, x + 1 f (x) = 2x (x + 1) x2 1 (x + 1) 2 = 2x2 + 2x x 2 = x2 + 2x f ( 3) = ( 3)2 + 2 ( 3) ( 3) = = 21 tosi

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Talousmatematiikan perusteet

Numeeriset menetelmät Pekka Vienonen

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

x 7 3 4x x 7 4x 3 ( 7 4)x 3 : ( 7 4), 7 4 1,35 < ln x + 1 = ln ln u 2 3u 4 = 0 (u 4)(u + 1) = 0 ei ratkaisua

Identifiointiprosessi

Matemaattinen Analyysi

Y (z) = z-muunnos on lineaarinen kuten Laplace-muunnoskin

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

AS Automaation signaalinkäsittelymenetelmät. Laskuharjoitus 8. Ackermannin algoritmi Sumea säätö

8. kierros. 2. Lähipäivä

Talousmatematiikan perusteet

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

( 3) ( 5) ( 7) ( 2) ( 6) ( 4) Pyramidi 3 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 105 Päivitetty

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

ELEC-C1230 Säätötekniikka

Vcc. Vee. Von. Vip. Vop. Vin

1 Di erentiaaliyhtälöt

ELEC-C1230 Säätötekniikka

1. Piirrä kompleksitasoon seuraavat matemaattiset objektit/alueet.

min x x2 2 x 1 + x 2 1 = 0 (1) 2x1 1, h = f = 4x 2 2x1 + v = 0 4x 2 + v = 0 min x x3 2 x1 = ± v/3 = ±a x 2 = ± v/3 = ±a, a > 0 0 6x 2

Analogiatekniikka. Analogiatekniikka

MS-A0107 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM)

määrittelyjoukko. log x piirretään tangentti pisteeseen, jossa käyrä leikkaa y-akselin. Määritä millä korkeudella tangentti leikkaa y-akselin.

Matematiikan tukikurssi

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 1 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

Matemaattinen Analyysi

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

Kanta ja Kannan-vaihto

Moottorin säätö. Miikka Ihonen 67367P Sampo Salo 79543L Kalle Spoof 83912K John Boström 83962B Venla Viitanen 84514C

a) Mikä on integraalifunktio ja miten derivaatta liittyy siihen? Anna esimerkki = 16 3 =

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

Mat Systeemianalyysilaboratorio: Dynaamisen järjestelmän simulointi ja säätö

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 5: Taylor-polynomi ja sarja

Tekijä Pitkä matematiikka Pisteen (x, y) etäisyys pisteestä (0, 2) on ( x 0) Pisteen (x, y) etäisyys x-akselista, eli suorasta y = 0 on y.

Juuri 7 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty c) sin 50 = sin ( ) = sin 130 = 0,77

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

Transkriptio:

Aikatason vaste vs. siirtofunktio Tehtävä Millainen toisen kertaluvun siirtofunktio vastaa systeemiä jonka ylitys on 10% ja asettumisaika 4 min? Y s X s = 2 n s 2 2 2 n s n M p =e t r 1.8 n t s 4.6 n 1 2

Aikatason vaste vs. siirtofunktio Ratkaisu. Millainen toisen kertaluvun siirtofunktio vastaa systeemiä jonka ylitys on 10% ja asettumisaika 4 min? Lasketaan z kun M p =0.1 => =0.59 Lasketaan w => Sijoitetaan n =0.0325 M p =e 1 2 = 1 t s 4.6 n n= 4.6 t s 1 2 ln M p 2 >> Mp=0.1, z = sqrt(1/(1+pi^2/(log(0.1))^2)) >> w = 4.6 / (z*4*60) >> sys = tf(w^2,[1 2*w*z w^2])

Aikatason vaste vs. siirtofunktio Ratkaisu.. >> step(sys) Y s X s = 0.001056 s 2 0.03835s 0.001056

ITAE kriteerin minimoivat navat Tehtävä Minne ITAE kriteerin minimoivat 3. kertaluvun systeemin navat tulisi sijoittaa, jos nousuajaksi halutaan n. puoli minuuttia? s n s 2 1.4 n s n 2 s 3 1.75 n s 2 2.15 n 2 s n 3 s 4 2.1 n s 3 3.4 n 2 s 2 2.7 n 3 s n 4 1 M p =e 2 t t s 4.6 r 1.8 n n

ITAE kriteerin minimoivat navat Ratkaisu Minne ITAE kriteerin minimoivat 3. kertaluvun systeemin navat tulisi sijoittaa, jos nousuajaksi halutaan n. puoli minuuttia? Vaimentamaton luonnollinen taajuus t r 1.8 n n = 1.8 t r n = 1.8 30 =0.06 [ rad s ] Navat: >> den = [1 0.1050 0.0077 0.0002] >> roots(den) >> step( tf(1,den) ) s n s 2 1.4 n s n 2 s 3 1.75 n s 2 2.15 n 2 s n 3 s 4 2.1 n s 3 3.4 n 2 s 2 2.7 n 3 s n 4 s 3 1.75 n s 2 2.15 n 2 s n 3 s 3 0.1050s 2 0.0077s 0.0002

1. kertaluvun P-säädetty prosessi Tehtävä Tutki 1. kertaluvun P-säädetyn systeemin stabiilisuutta. Y s U s = 1 s 1 U s E s =K

1. kertaluvun P-säädetty prosessi Ratkaisu Tutki 1. kertaluvun P-säädetyn systeemin stabiilisuutta. Suljetun piirin navat: Y s W s = KG s 1 KG s 1 KG s =1 K s 1 =0 s= K 1 K=0 s K=1 : : K=Inf K=Inf 1 2 K=0 1 Im Re >> rlocus( tf(1,[10 1]) ) systeemi on stabiili kaikille K>0

Aikavakion vaikutus suljetun piirin vasteeseen Tehtävä Tutki millä aikavakion arvoilla suljettu systeemi on stabiili? 1 G s = s s 1 C s =2 1 s

Aikavakion vaikutus suljetun piirin vasteeseen Ratkaisu Tutki millä aikavakion arvoilla suljettu systeemi on stabiili? 1 CG=0 1 2 1 s 1 s s 1 =0 1 s 2 s =0 s 3 s 2 2s 1=0 s 3 1 s 2 2s 1 =0 1 2s 1 s Lasketaan pisteitä juuriuralla: Tau=[1:1:3]; for i=1:length(tau), roots([tau(i) 1 2 1]) end 2

P-säädetty 3. kertaluvun prosessi Tehtävä Tutki seuraavan prosessin Y s U s = 1 s 3 1.75s 2 2.15 s 1 vastetta P- säädössä. Tutki komentoa >> help rlocus

P-säädetty 3. kertaluvun prosessi Vastaus. Tutki seuraavan prosessin Y s U s = 1 s 3 1.75 s 2 2.15 s 1 vastetta P-säädössä. >> den = [1 1.75 2.15 1] >> G = tf( 1,den ); >> rlocus(g); >> sgrid >> roots(den) lähtee G:n juurista kulkee G:n nolliin (inf) symmetrinen

P-säädetty 3. kertaluvun prosessi Vastaus.. Help rlocus kertoo analysoivansa lohkokaaviota jossa K on takaisinkytkentäsignaalissa Huomaa, että oheisten systeemien karakteristinen yhtälö on sama 1 + KG(s) = 0

Juuriuran piirtäminen Tehtävä Tutki vahvistuksen K vaikutusta suljetun piirin käyttäytymiseen.

Juuriuran piirtäminen Ratkaisu >> sysg = tf([1 1],[1 2 0]) >> sysh = tf(1,[1 3]) >> rlocus(sysg*sysh)

Piirrä juuriurat kun a) G s = b) G s = Nollien vaikutus Tehtävä 1 s 1 0.4s 1 0.1s s 2 s 1 s 1 0.4s 1 0.1s

Nollien vaikutus Ratkaisu >> g1 = tf(1,conv([0.1 1],[0.4 1 0])) >> g2 = tf([1 1 1],conv([0.1 1],[0.4 1 0])) >> rlocus(g1,g2) a) nollaton G Nollat siirtävät juuriuran paikkaa! Tulkinta aikatasossa: Systeemiin lisättiin filtteri s 2 +s+1 (sisäänmenon 1 ja 2. derivaatta) b) nollallinen G

Juuriura säätösuunnittelussa Tehtävä Määrää vahvistus K siten, että ylitys on <20% ja asettumisaika on < 2 sekuntia. 1. Hae halutut napojen paikat 2. Piirrä juuriura ja hae sopiva vahvistus. 3. Tarkista vaste simuloimalla 4. Iteroi vahvistusta kunnes ok, tai muuta säätimen rakennetta

Juuriura säätösuunnittelussa Ratkaisu 3. Tarkistetaan tulos simuloimalla suunniteltua suljettua piiriä >> K =14 >> sys_cl=feedback(k*sysg,sysh); >> step(sys_cl) 4. Ylitys > 20% (nollan vaikutus) => pienennä vahvistusta ja iteroi...