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

Relevanta dokument
REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

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

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

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TENTAMEN I TSRT19 REGLERTEKNIK

övningstentamen I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN REGLERTEKNIK TSRT15

Reglerteknik AK. Tentamen kl

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

ERE103 Reglerteknik D Tentamen

TENTAMEN I REGLERTEKNIK I

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

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

TENTAMEN I TSRT22 REGLERTEKNIK

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Reglerteknik AK, FRT010

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del A Tid: Onsdag 22 augusti 2018, kl

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del A Tid: Torsdag 15 december 2016, kl

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del A Tid: Onsdag 23 augusti 2017, kl

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Reglerteknik AK, FRTF05

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik AK. Tentamen 16 mars 2016 kl 8 13

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

TENTAMEN Reglerteknik 3p, X3

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Reglerteknik AK Tentamen

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del A Tid: Torsdag 17 mars 2016, kl

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

Föreläsning 9. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 30 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

Reglerteknik Z / Bt/I/Kf/F

Reglerteknik AK, FRTF05

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

Tentamen i Systemteknik/Processreglering

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

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

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

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

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

ÖVNINGSTENTAMEN Reglerteknik I 5hp

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

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

EL1000/1120/1110 Reglerteknik AK

Transkript:

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Tentamen 2013 05 31, kl. 8.00 13.00 Hjälpmedel: Kursboken i Reglerteknik AK (Glad, Ljung: Reglerteknik eller motsvarande) räknetabeller, formelsamlingar och räknedosa. Observera att övningsmaterial(övningsuppgifter, ex-tentor och lösningar) INTE är tillåtna hjälpmedel. Observandum: Behandla inte mer än en uppgift per blad. Varje steg i lösningen skall motiveras. Bristfällig motivering kan ge poängavdrag. Skriv svar (med enhet i förekommande fall). Skriv namn och personnummer på varje inlämnat ark. Skriv endast på en sida per ark. Fyll i antalet inlämnade ark på omslaget. Betygsgränser: betyg Fx: 21 betyg E: 23 betyg D: 28 betyg C: 33 betyg B: 38 betyg A: 43 Tentamen består av fem uppgifter, som vardera bedöms med 10 poäng. Poängsättningen för deluppgifter har markerats. Ansvarig lärare: Bo Wahlberg, 08 790 7242 Resultat: Finns på Studerande-expeditionen (STEX) senast 2013-06-21. Utlämning: Tentamen kan hämtas ut vid Studerande-expeditionen, plan 3, Osquldas väg 10. Lycka till! 1

1. (a) Antag att ett systems överföringsfunktion ges av G(s) = 3 s4. (i) Bestäm systemets enhetsstegsvar, d.v.s. utsignalen y(t) då insignalen är { 1, t > 0 u(t) = 0, t 0 och systemet är i vila vid t = 0. (ii) Bestäm systemets utsignal y(t) i stationäritet då insignalen är u(t) = sin(2t). (iii) Ange en differentialekvation vars överföringsfunktion är G(s). (b) Ett första ordningens system ges av ẋ(t) = 2x(t)4u(t) y(t) = x(t)u(t). Antag att systemet ska styras med en P-regulator u(t) = K(r(t) y(t)), med en konstant K > 0. (i) För vilket K hamnar det slutna systemets pol i 4? (ii) Skissa det slutna systemets rotort för K > 0. 2

Figur 1: Ett friläggningsdiagram av bilen i uppgift 2 med de modellerade krafterna inritade. 2. Bilen i Figur 1 kan modelleras med differentialekvationen m z(t) = u(t) bż(t) (1) där m är bilens massa, z(t) dess position och b > 0 är en friktionskoefficient. Den applicerade kraften från motorn betecknas med u(t). (a) Ställ upp en valfri tillståndsmodell för bilens dynamik (1). Insignal ska vara den applicerade kraften u(t) och utsignal y(t) ska vara bilens position z(t). (b) Vid ett visst val av tillståndsvariabler x(t) och parametrar m och b fås tillståndsmodellen ( ) ( ) 0 1 0 ẋ(t) = x(t) u(t) 0 0.05 0.01 y(t) = ( 1 0 ) (2) x(t). Konstruera om möjligt en tillståndsåterkoppling u(t) = Lx(t) l 0 r(t) som placerar det slutna systemets poler i 1 ± i, och så att statiska förstärkningen från referensen r(t) till utsignalen y(t) är lika med 1. (4p) (c) Konstruera en observatör på formen d = Aˆx(t)Bu(t)K(y(t) Cˆx(t)) dtˆx(t) för systemet (2). Gör lämpliga val av A, B, C och välj K så att skattningsfelet uppfyller x(t) ˆx(t) κe 3t x(0) ˆx(0), för någon konstant κ. (4p) 3

u G 0 (s) G 1 (s) y Figur 2: Blockschema till uppgift 3 (a). 3. (a) Två system med överföringsfunktionerna G 0 (s) och G 1 (s) är kopplade enligt blockschemat i Figur 2. Överföringsfunktionerna ges av G 0 (s) = 1 s4, G 1(s) = 2 s5. Bestäm överföringsfunktionen från u till y. (4p) (b) Bodediagrammet för överföringsfunktionen återges i Figur 3. G(s) = s α (sω) β Bestäm konstanterna α, β och ω från data i figuren. (3p) (c) Använd Tustins formel för att tidsdiskretisera PI-regulatorn u(t) = 10e(t)2 t 0 e(τ)dτ med samplingsintervallet T = 0.1 s. (3p) 4

10 1 Bode Diagram Magnitude (abs) 10 2 10 3 90 Phase (deg) 45 0 45 90 10 1 10 0 10 1 10 2 10 3 Frequency (rad/sec) Figur 3: Blockschema till uppgift 3 (b). 5

r F(s) G(s) y Figur 4: Blockschema till uppgift 4. 4. I denna uppgift ska vi studera det återkopplade systemet i Figur 4. Processen som styrs innehåller en tidsfördröjning och kan modelleras med överföringsfunktionen G(s) = 4 s(s3) e 0.2s Då G(s) återkopplas med F(s) = 1 blir det slutna systemets bandbredd för låg, men dess översläng är liten nog. Ta därför fram en ny kompenseringslänk F(s) som uppfyller följande krav: Det slutna systemets bandbredd ska bli (ungefär) dubbelt så stor som med F(s) = 1. Fasmarginalen hos kretsförstärkningen F(s)G(s) med den nya kompenseringslänken F(s) får som mest minska med 6 jämfört med då F(s) = 1. (10p) 6

X 3 X 2 u α X 1 g Figur 5: En trasig raket 5. Vi är intresserade av att undersöka en trasig raket. Regulatorn som styr raketens attitydvinkel, α, har hakat upp sig och fixerar α = π. Vi är intresserade av hur detta 3 trasiga system beter sig. Dynamiken bestäms av ẋ 1 = a x 1 x 1 cos(α)bu ẋ 2 = a x 2 x 2 sin(α)bu gm ẋ 3 = x 2 y = x 3 där x 1 betecknar raketens horisontella hastighet, x 2 den vertikala hastigheten, x 3 raketens höjd och u kraften från raketmotorn. Parametern a > 0 är en friktionskoefficient, m > 0 är raketens massa, g > 0 är gravitationskonstanten och b > 0 är en skalfaktor. (a) Finn systemets stationära punkt och linjärisera systemet kring denna. (8p) (b) Kontrollera om systemet är styrbart och observerbart för parametrarna a = 1, 3 g = 9.82, m = och b = 2. 4g 7