Vakcode: wb2202mt

Vaknaam: Meet- en Regeltechniek (Measurement and Control)

Het betreft een college

TUD studiepunten: 1

ECTS studiepunten: 1,5

Faculteit Ontwerp, Constructie en Productie

Docent(en): Dijkstra, dr. S.

Tel.:  015-27 85606

Trefwoorden:

Regeling via terugkoppeling, sensoren en actuatoren.

Blokschema, dynamische systemen.

Linearisatie, overdrachtsfuncties, polen en nulpunten.

Regelaarinstellingen, PID-regelaars.

Ziegler - en Nichols praktijkregels.

Bode en Nyquistdiagram.

Cursusjaar:

2

Periode:

2B

Coll.uren p/w:

2

Andere uren:

Verplichte toetsen

Toetsvorm:

Huiswerk toetsen plus project mtp204

Tentamenperiode:

(zie jaarindeling)

Voorkennis: mt215

Wordt vervolgd door: mtp204 project machine installaties

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

Dynamische systemen

1. Beschrijving van dynamische systemen. Voorbeelden van mechanische, electrische, thermische en stromingssystemen.
2. Beschrijving van responsies van dynamische systemen. Berekening van responsies via Laplace. Blokschema.
3. Karakterisering van systeemgedrag met polen en nulpunten. Relatie polen responsies. Tijdresponsies met specifikaties voor regelgedrag.

 Terugkoppeling

1. Gevoeligheidsreductie voor storingen door middel van terugkoppeling. Servogedrag.
2. De klassieke drie terms regelaar, PID.
3. Praktijkregels van Ziegler en Nichols voor regelaar tuning.
4. Eenheidsterugkoppeling. Regelsysteem type. Statische fouten.
5. Stabiliteit van teruggekoppelde systemen. Stabiliteis criterium van Routh-Hurwitz.

 Frequentiedomein methoden

1. Het beschrijven van systeemgedrag middels sinusresponsies. De relatie van Bode diagram met overdrachtsfunctie. Nyquist plot. Voorbeelden van eerste orde en tweede orde systemen in het frequentiedomein.

College materiaal:

Franklin, G.F., Powell, J.D. Emami_Naeini, A Feedback Control of Dynamic Systems 1994, 3^rd edition, Addison-Wesley.

Referenties vanuit de literatuur:

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):

Tijdens de college periode wordt drie maal een opgeve meegegeven om thuis te maken. Aan het eind van het college wordt de laatste opdracht meegegeven. Het resultaat van het ingeleverde werk bepaalt het tentamencijfer

Leerdoelen:

The student must be able to:

• L1 Recognize open loop and closed loop (feed-back) control systems
• L2 Identify the elements in the control loop, including sensors and actuators
• L3 Describe systems in terms of block diagrams
• L4 Model simple physical (mechanical, electrical, electromechanical, fluid and thermal) systems
• L5 Explain and apply linearisation of non-linear systems
• L6 Derive transfer functions of simple systems from basic differential equations using Laplace transfer
• L7 Analyse, using transfer functions, the dynamic behaviour of closed loop systems  in terms of step and sine response, real and complex poles and zeros, stability
• L8 Derive simple (PID) control models on the basis of experiments and define a suitable set of experiments, describe practical tuning rules for controllers (e.g. Ziegler and Nichols)
• L9 Explain and interpret Bode and Nyquist diagrams for first and second order systems

Computer gebruik:

Practicum: project mtp204

Ontwerp component: ontwerp van regelaarinstellingen

Percentage ontwerponderwijs:  40 %