Reglerteori. Föreläsning 8. Torkel Glad

Relevanta dokument
Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 8: Olinjäriteter och stabilitet. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet

Exempel: DC-servo med styrsignalmättning DEL III: OLINJÄR REGLERTEORI. DC-servo forts.: Rampsvar och sinussvar

Reglerteori. Föreläsning 10. Torkel Glad

Reglerteori. Föreläsning 11. Torkel Glad

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 10: Fasplan. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet. Torkel Glad Reglerteori 2015, Föreläsning 10

Olinjära system (11, 12.1)

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 9. Cirkelkriteriet. Sammanfattning av föreläsning 9, forts. Amplitudstabilitet hos svängningar

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 10. Fasplan. Olika typer av jämviktspunkter. Samband linjärt olinjärt: nära jämviktspunkt

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik fk M (TSRT06)

Cirkelkriteriet (12.3)

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Reglerteori. Föreläsning 4. Torkel Glad

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

Föreläsning 7. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 26 september Avdelningen för Reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 10

Formalia. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 1. Varför modeller? Föreläsning 1: Modeller och modellbygge

Reglerteori. Föreläsning 12. Torkel Glad

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 11

Reglerteori. Föreläsning 5. Torkel Glad

ÖVNINGSTENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

Stabilitetsanalys och reglering av olinjära system

Reglerteknik AK, FRTF05

Reglerteknik AK, FRT010

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 8. Inversa cirkelkriteriet. Föreläsning 9. Föreläsning 9: Cirkelkriteriet och beskrivande funktion

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Tentamen , kl

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL En tillståndsmodell ges t.ex. av den styrbara kanoniska formen: s 2 +4s +1.

Figure 1: Blockdiagram. V (s) + G C (s)y ref (s) 1 + G O (s)

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

G(s) = 5s + 1 s(10s + 1)

Industriell reglerteknik: Föreläsning 2

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120

TENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

TSIU61: Reglerteknik. Regulatorsyntes mha bodediagram (1/4) Känslighet Robusthet. Sammanfattning av föreläsning 7

Reglerteknik AK Tentamen

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TSRT09 Reglerteori. Reglerteknik. Vilka är systemen som man styr? Vilka är systemen som man styr? Föreläsning 1: Inledning, reglerproblemet

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Kortfattade lösningsförslag till tentamen , kl

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

Reglerteknik AK, FRTF05

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Robust flervariabel reglering

ERE103 Reglerteknik D Tentamen

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

Sammanfattning av föreläsning 4. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 5. Identifiering av olinjära modeller

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Reglerteori. Föreläsning 3. Torkel Glad

Flervariabel reglering av tanksystem

TSIU61: Reglerteknik. Lead-lag-regulatorn. Gustaf Hendeby.

Reglerteknik Grundläggande teori Torkel Glad och Lennart Ljung En jämförelse mellan andra upplagan (1989) och tredje upplagan (2006)

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Tentamen , kl

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

x(t) I elimeringsmetoden deriverar vi den första ekvationen och sätter in x 2(t) från den andra ekvationen:

Kompletterande material till föreläsning 5 TSDT08 Signaler och System I. Erik G. Larsson LiU/ISY/Kommunikationssystem

Industriell reglerteknik: Föreläsning 3

Reglerteknik AK, Period 2, 2013 Föreläsning 12. Jonas Mårtensson, kursansvarig

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 5: RGA, IMC. Föreläsning 6. Sammanfattning av föreläsning 5: LQG. Föreläsning 6: LQ-reglering

Lead-lag-reglering. Fundera på till den här föreläsningen. Fasavancerande (lead-) länk. Ex. P-regulator. Vi vill ha en regulator som uppfyller:

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning av kursen. Gustaf Hendeby.

Reglerteknik I: F6. Bodediagram, Nyquistkriteriet. Dave Zachariah. Inst. Informationsteknologi, Avd. Systemteknik

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av Föreläsning 1. Sammanfattning av Föreläsning 1, forts. Sammanfattning av Föreläsning 1, forts.

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 12

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 3. Sammanfattning av föreläsning 2 PID-reglering Blockschemaräkning Reglerdesign för svävande kula

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET. M. Enqvist TTIT62: Föreläsning 2. Här är

Föreläsning 3. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 9 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y TSRT12 för Y3 och D3. Lycka till!

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 5 (2/4) Stabilitet Specifikationer med frekvensbeskrivning

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 12: Prestandabegränsningar & målkonflikter Sammanfattning av kursen. Torkel Glad

REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

Kap 3 - Tidskontinuerliga LTI-system. Användning av Laplacetransformen för att beskriva LTI-system: Samband poler - respons i tidsplanet

Överföringsfunktion 21

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Systemteknik/Processreglering F2

Transkript:

Reglerteori. Föreläsning 8 Torkel Glad

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 2 Sammanfattning av föreläsning 7 H 2 och H syntes. Gör W u G wu, W S S, W T T små. H 2 : Minimera ( W u G wu 2 2 + W SS 2 2 + W T T 2 2 ) dω H : Sätt absolut gräns på W u G wu, W S S, W T T för alla ω. Leder till algebraiska Riccatiekvationer.

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 3 För- och nackdelar med H 2, H (+) Hanterar direkt kraven på S, T, G wu (+) Talar om när krav är omöjliga (via γ) (+) Lätt väga olika krav (i frekvensplanet) mot varandra (-) Kan vara svårt att detaljstyra uppförandet i tidsplanet (-) Ger ofta komplicerade regulatorer (antalet regulatortillstånd = sammanlagda antalet i G, W u, W S, W T )

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 4 Linjär ervariabel regulatorsyntes Sammanfattning Gör RGA-analys Använd enkla enkretsregulatorer av typ PID om RGAn visar att det är möjligt. Använd annars linjärkvadratisk eller H 2 /H -syntes

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 5 Olinjära system 1. Olinjäriteter (kap 11) 2. Stabilitet (kap 12) 3. Cirkelkriteriet (kap 12) 4. Fasplan (kap 13) 5. Beskrivande funktion (kap 14) 6. Olinjära regulatorer (kap 15 16) 7. Exakt linjärisering (kap 17)

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 6 Amplitudberoende stegsvar 1.4 1.2 DC-motor med steg av olika amplitud blått: stegamplitud 1 rött: stegamplitud 5 (skalat med 1/5) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 2 4 6 8 10

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 7 Rampsvar och sinussvar, DC-motor 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 rött: insignal, blått: utsignal 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0 2 4 6 8 10

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 8 Ramp + sinussvar, DC-motor Blått: y. Rött: r, Grönt: y då r är en ren ramp 10 8 6 4 2 0 2 0 2 4 6 8 10

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 9 Styrsignalen före och efter mättning rött: före mättning; blått: efter mättning 4 3 2 1 0 1 2 0 2 4 6 8 10

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 10 Slutsatser Superpositionsprincipen gäller inte Speciellt: Stegsvarets kvalitativa utseende är amplitudberoende Inverkan av olika insignaler är inte additiv

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 11 Stationära punkter, linjärisering ẋ = f(x, u) y = h(x) Stationär punkt, (jämviktspunkt, singulär punkt) x, ū: ( x, ū konstanter) Linjärisering: f( x, ū) = 0, ȳ = h( x) d (x x) = A(x x) + B(u ū), y ȳ = C(x x) dt A = f x ( x, ū), B = f u ( x, ū), C = h x ( x)

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 12 Viktigaste (?) olinjära systemet ẋ 1 = x 2 ẋ 2 = ax 2 + b sin(θ x 1 ) Förenklad modell av generator (vattenkraft, kärnkraft, kolkraft,vindkraft,...) Modell av faslåsningskrets (frekvens- och fasdemodulering, generering av stabiliserade frekvenser,...) x 1 vinkel(fas)läge, x 2 vinkelhastighet.

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 13 Faslåsningskrets (phase locked loop, PLL) v = sin(ω o t + θ) Π vy lågpassfilter φ y = cos(ω o t + φ) oscillator x 1 = φ, x 2 = φ ẋ 1 = x 2 ẋ 2 = ax 2 + b sin(θ x 1 )

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 14 Elektrisk generator x 1 = φ, x 2 = φ ẋ 1 = x 2 ẋ 2 = ax 2 b sin(x 1 ) x 1 fasläge, x 2 derivata fasläge (avvikelser från önskat) foto: Alessio Sbarbaro. Wikimedia

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 15 Stabilitet 1. Stabilitet: Denition 2. Ljapunovfunktioner 3. Stabilitet via linjärisering 4. Lågförstärkningssatsen 5. Cirkelkriteriet

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 16 Stabilitet Denition: En jämviktspunkt x 0 är stabil om det till varje ɛ nns ett δ sådant att x(t, x 1 ) x 0 < ɛ för alla t > 0 så snart x 1 x 0 < δ. Asymptotiskt stabil om det dessutom nns ett δ > 0 sådant att x(t, x 1 ) x 0, t så snart x 1 x 0 < δ. Globalt asymptotiskt stabil om δ ovan kan tas godtyckligt stort.

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 17 Ljapunovfunktioner Medför V (x 0 ) = 0, V (x) > 0, x x 0 V (x) x V x(x)f(x) < 0, x x 0 ẋ = f(x) har en globalt asymptotiskt stabil lösning x(t) = x 0. Om V har ovanstående egenskaper i omgivning av x 0 så gäller (lokal) asymptotisk stabilitet. Räcker om V x(x)f(x) 0 och ingen lösning (utom x = x o ) förlöper helt i det område där V x(x)f(x) = 0.

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 18 Ljapunovfunktion för faslåsningskrets V = 1 2 x2 2 + (1 cos x 1 ) 3 V 8 6 4 1 2 2 0 0 10 1 5 0 x1 5 10 2 3 x2

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 19 Linjärisering Sats: Om ett linjäriserat system är asymptotiskt stabilt så är också det ursprungliga systemet asymptotiskt stabilt. Motivering: Skriv systemet som ẋ = Ax + g(x) där g innehåller kvadratiska och högre ordningens termer. Konstruera en Ljapunovfunktion V = x T Sx för ẋ = Ax genom att lösa A T S + SA = Q, Q > 0, S > 0 Detta V är Ljapunovfunktion även då termen g tas med om x är tillräckligt litet.

Föreläsning 8 Torkel Glad Februari 2018 20 Cirkelkriteriet Linjärt system G(s) återkopplat med statisk olinjäritet f(x) f(0) = 0, k 1 f(x) x k 2 Stabilt om nyquistkurvan till G(iω) inte omcirklar eller går in i cirkeln. Im 1 k 1 1 k 2 Re G(iω)

Tack www.liu.se