Styr- och informationssystem

Transkript

1 Styr- och informationssystem Martin Enqvist Reglerteknik Institutionen för systemteknik Linköpings universitet

2 Styr- och informationssystem 1 / 18 Grundidé: En industrirelevant profil som kombinerar teori- och metodorienterade kurser i reglerteknik och datavetenskap.

3 Styr- och informationssystem 1 / 18 Grundidé: En industrirelevant profil som kombinerar teori- och metodorienterade kurser i reglerteknik och datavetenskap. Information, styrning och autonomi är centrala begrepp i dagens samhälle God arbetsmarknad! Trend: Mer komplexa men samtidigt mer tillförlitliga och lätthanterliga system Reglerteknik är ett centralt ämne i profilen och ett starkt forskningsområde vid LiU...

4 Obligatoriska profilkurser 2 / hp obligatoriska kurser: Modellbygge och simulering Digital signalbehandling Industriell reglerteknik Reglerteori En av följande kurser: - Datorteknik och realtidssystem - Databasteknik En av CDIO-projektkurserna - Reglerteknisk projektkurs - Projektkurs i tillämpad matematik Kurskraven för mastersexamen i elektroteknik är uppfyllda.

5 Valfria profilkurser 3 / 18 Minst två av följande kurser ska också läsas: Signalteori Detektion och estimering av signaler Sensorfusion Nätverk: modeller, algoritmer och tillämpningar Datornät Fordonsdynamik med reglering Modellering och reglering av motorer och drivlinor Diagnos och övervakning Optimal styrning Programmering av parallelldatorer Databasteknik eller Datorteknik och realtidssystem

6 Modellbygge och simulering (TSRT62) 4 / 18 Hur tar man fram en matematisk modell av ett system? Fysikaliskt modellbygge Systemidentifiering G(s) = 2s 2 + 5s s s s 2

7 Modellbygge och simulering (TSRT62)... 5 / 18 Fysikaliskt modellbygge: Modellen bestäms m.h.a. naturlagar och vedertagna samband. Systemidentifiering: Modellen bestäms m.h.a. experiment och mätningar av systemets in- och utsignaler.

8 Digital signalbehandling (TSRT78) 6 / 18 Hur får man ut så mycket information som möjligt ur en signal? Ickeparametrisk signalbehandling Parametrisk (modellbaserad) signalbehandling Signalmodeller Kalmanfiltrering Adaptiv signalbehandling

9 Digital signalbehandling (TSRT78)... 7 / 18 Exempel på kursrelaterade tillämpningar: Adaptiv brusundertryckning (tas upp på lab 2) Varningssystem för fotgängare i Volvo S60

10 Industriell reglerteknik (TSRT07) 8 / 18 Vad kännetecknar ett industriellt reglersystem? Binära mät- och styrsignaler Regulatorer implementerade i programkod Många in- och utsignaler Bivillkor att ta hänsyn till vid regleringen Ett raffinaderi: Många reglersystem av varierande komplexitet (från PID-regulatorer till prediktionsregulatorer)

11 Industriell reglerteknik (TSRT07)... 9 / 18 Sekvensstyrning Design, implementering och drift av en regulator Exempel på regulatorkod: I n = I n 1 + KT s (r n y n )/T i ; v n = K(r n y n ) + I n ; Försörjning Sammansättning Lagring Flervariabel reglering x0 x5 x11 x1 x2 x3 x4 Drift Hämta komponenter Komponenter hämtade REDO2 Leverera komponenter Leverans klar KV IT T1 /REDO2 x6 x7 x8 x9 Drift REDO2 KV IT T1 Sammansättning av komponenter till färdig produkt Sammansättning klar REDO3 Leverera färdig produkt Leverans klar x12 x13 Drift REDO3 KV IT T2 Lagra färdig produkt Lagring klar r + ru + Σ Σ F1 F2 u1 u2 G1 G2 Σ y x10 KV IT T2 /REDO3

12 Reglerteori (TSRT09) Hur hanterar man flervariabla och/eller olinjära system på ett systematiskt sätt? Fundamentala begränsningar 10 / 18 System med flera in- och utsignaler Reglerdesign u R m, y R p Systematiska optimeringsbaserade metoder (LQR/LQG, H 2 /H ) Olinjära system x x 1

13 Reglerteori (TSRT09)... Labben Robust reglerdesign till JAS 39 Gripen 11 / 18 Robust reglering av JAS 39 Gripen i lateralled Vindstörning K Ingen vind K Pilot kommandon beta K Styrsignaler K K 0 beta_ref p_ref u1 u1 p K Fr u2 u2 r K u1 = skevroderkommando u2 = sidroderkommando Fy JAS 39 Gripen Utsignaler beta = snedanblåsningsvinkel p = rollvinkelhastighet r = girvinkelhastighet Z (m) X (m)

14 12 / 18 Reglerteknisk projektkurs (TSRT10)

15 Kombinationsmöjligheter Hur ska man tänka när man väljer resten av kurserna i år 4-5 (36hp)? Fler profilkurser eller breddning mot ett annat område (jfr. minor i USA)... Några exempel på lämpliga breddningsområden: Programmering Artificiell intelligens Avancerad programmering i C++ Programutvecklingsmetodik Elektronik Konstruktion av digitala system Applikationsspecifika integrerade kretsar Elkraftnät och teknik för förnyelsebar elproduktion Miljö Alternativa energikällor och deras tillämpningar Elkraftnät och teknik för förnyelsebar elproduktion Maskininlärning/Artificiell intelligens Maskininlärning, planering och reglering för autonoma farkoster (ny kurs) Artificiell intelligens Matematik Stokastiska processer Statistisk teori, fk Funktionalanalys Numerisk linjär algebra 13 / 18

16 Exempel på exjobb 14 / 18 Josefin Kemppainen, Hanna Pettersson, Sanna Nilsson: Varsitt exjobb om estimering, sensorfusion och reglering av lastbilar i fordonståg.

17 Exempel på exjobb / 18 Niklas Odelholm: Identifiering och simulering av gitarrhögtalare.

18 Exempel på exjobb / 18 Daniel Rosell: Modellering och simulering av tryckreglersystemet i ett kärnkraftverk.

19 Exempel på exjobb / 18 Andreas Gising: Mobil automatisk landningsplattform för autonoma flygande farkoster. Henrik Salomonsson & Björn Saläng: Skattning av position och orientering för automatisk helikopterlandning.

20 Styr- och informationssystem 18 / 18 Profilhemsida: Mer information: Öppet hus på ISY, torsdag 22/3 kl 15-18

21