övningstentamen I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Relevanta dokument
TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

TENTAMEN I TSRT19 REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

TENTAMEN I TSRT22 REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REGLERTEKNIK I

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

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN REGLERTEKNIK TSRT15

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

TENTAMEN I TSRT07 INDUSTRIELL REGLERTEKNIK

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

REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik AK, FRT010

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

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

Tentamen i Reglerteknik, 4p för D2/E2/T2

ERE103 Reglerteknik D Tentamen

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

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

Reglerteknik AK. Tentamen kl

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Tentamen i Styr- och Reglerteknik, för U3 och EI2

TENTAMEN I TSRT07 INDUSTRIELL REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REALTIDSPROCESSER OCH REGLERING TTIT62

Tentamen i Reglerteknik, för D2/E2/T2

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Reglerteknik AK, FRTF05

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

TENTAMEN Reglerteknik 3p, X3

Tentamen i Styr- och Reglerteknik, för U3 och EI2

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

ÖVNINGSTENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

TENTAMEN I REALTIDSPROCESSER OCH REGLERING TTIT62

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

Tentamen i Reglerteknik. 7,5 hp varav tentamen ger 4,5 hp

A

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Övning 3. Introduktion. Repetition

Reglerteknik AK, FRTF05

Tentamen i Reglerteknik, för D2/E2/T2

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

Övningar i Reglerteknik. Differentialekvationer kan lösas med de metoder som behandlades i kurserna i matematisk analys. y(0) = 2,

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

Reglerteknik I: F3. Tidssvar, återkoppling och PID-regulatorn. Dave Zachariah. Inst. Informationsteknologi, Avd. Systemteknik

Reglerteknik, TSIU 61

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

Transkript:

övningstentamen I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING SAL: - TID: mars 27, klockan 8-2 KURS: TSRT2 PROVKOD: TEN INSTITUTION: ISY ANTAL UPPGIFTER: 6 ANSVARIG LÄRARE: Inger Erlander Klein, 73-9699 BESÖKER SALEN: 9.3,.3 KURSADMINISTRATÖR: Ninna Stensgård, tel 3-284725, ninna.stensgard@liu.se TILLÅTNA HJÄLPMEDEL: Läroboken Glad-Ljung: Reglerteknik, grundläggande teori med inläsningsanteckningar, Kompendium Dynamiska system och reglering med inläsningsanteckningar tabeller, formelsamling, räknedosa utan färdiga program. LÖSNINGSFÖRSLAG: Anslås efter tentamen på kursens hemsida. VISNING av tentan sker i Ljungeln (B-huset, A-korridor mellan ingång 25 och 27). PRELIMINÄRA BETYGSGRÄNSER: betyg 3 4?? poäng betyg 4 9?? poäng betyg 5 23?? poäng OBS! Lösningar till samtliga uppgifter ska presenteras så att alla steg (utom triviala beräkningar) kan följas. Bristande motiveringar ger poängavdrag. Lycka till!

. (a) Hur många tillståndsvariabler behövs för att skriva G(s) = 7 s 4 + s 3 + 3s 2 + 5s + 2 på tillståndsform? Varför? (b) En process ges av Y (s) = G(s)U(s) där G(s) = s + 2 s 2 + 2s + Ange systemets poler och nollställen. Är systemet stabilt? (3p) 2. (a) Vi vill veta hur mycket en axel har vridigt sig dvs dess rotationsvinkel θ(t). Till vårt förfogande har vi ett gyroskop somm mäter rotationshasigheten ω(t) där ω(t) = θ(t). Antag att axeln vrider sig med en konstant rotationshastighet ω och att vi vid mätningen av rotationshastigheten med gyroskopet får ett konstant biasfel b. I utgångsläget är vinkeln noll dvs θ() =. Hur kommer vår uppmätta rotationsvinkel bero på biasfelet b? (3p) (b) Vilka fördelar resp. nackdelar har D-delen i en PID-regulator? 3. (a) Man vill modellera en process med överföringsfunktionen G(s) = K P st + För att bestämmak P och T låter man insignalen till systemet vara ett steg med amplitud. Då fås utsignalen i figur. Bestäm K P och T! (3p) (b) Man vill ta fram en PI-regulator t u(t) = K (e(t) + TI ) e(τ)dτ + T d ė(t) för processen i uppgift 3a med hjälp av lambda-tuning. Bestäm K och T i så att det återkopplade systemet blir dubbelt så snabbt jämfört med det öppna systemet. 4. (a) Antag att vi ska styra ett visst system med hjälp av en dator dvs en samplande regulator. I figur 2 finns två typiska signaler som kan uppträda i systemet. Hur snabbt behöver vi sampla och varför? (b) I figur 3 finns en signal som har mätts upp i ett visst system. Signalen filtreras och resultatet (dvs den fitrerade signalen) finns i figur 4. I figur 5 och figur 6 finns bodediagram för två olika filter. Vilket filter har använts? Motivera ditt svar. (3p)

4 Step Response 3.5 3 2.5 Amplitude 2.5.5 2 3 4 5 6 Time (sec) Figur : Stegsvar till uppgift 3a. 2

.8.6.4.2 -.2 -.4 -.6 -.8 -.5.5 2 2.5 3 3.5 4 Figur 2: Signaler till uppgift 4a. 3

Amplitude Amplitude.5.5 -.5 - -.5 2 3 4 5 6 7 8 9 Time (seconds) Figur 3: Ofiltrerad signal till uppgift 4b..5.5 -.5 - -.5 2 3 4 5 6 7 8 9 Time (seconds) Figur 4: Filtrerad signal till uppgift 4b. 4

Magnitude (db) Magnitude (db) Bode Diagram -5 - -5-2 -25-3 -35-4 -3-2 - Frequency (rad/s) Figur 5: Bodediagram till uppgift 4b. Bode Diagram -2-4 -6-8 - -2-4 -3-2 - Frequency (rad/s) Figur 6: Bodediagram till uppgift 4b. 5

u y Figur 7: Drivmekanism i uppgift 5. 5. En drivmekanik i en maskin består av två hjul förbundna med en drivrem enligt figur 7. Som insignal och utsignal betraktas vinkeln hos det första respektive andra hjulet. Systemet kan då beskrivas med differentialekvationen Jÿ(t) + fẏ(t) + ky(t) = ku(t) där J betecknar tröghetsmomentet hos det andra hjulet. Koefficienterna f och k betecknar friktionskoefficienten för det andra hjulet respektive elasticitetskoefficienten hos remmen. Antag J =, f = och k = 2. Inför tillståndsvariablerna x (t) = y(t) och x 2 (t) = ẏ(t) och sätt upp systemet på tillståndsform. Bestäm en tillståndsåterkoppling på formen u(t) = Lx(t) + r(t) sådan att det återkopplade systemets poler placeras i 2 ± 2i. (5p) 6. En byggfirma i Linköping har fått i uppgift att bygga in en hiss i ett flerfamiljshus i Valla. Firman som bygger hissen har en modell av hur hissen beter sig då den ska stå still vid en viss våning. Överföringsfunktionen från momentreferens på den elektríska motor som driver hissen till hissens läge ges av G(s) = ms 2 + ds + k där m = är hissens massa, d = dämpningen i hissens wire och k = wirens fjäderkonstant. Antag att hissen styrs med en PD-regulator U(s) = F (s)(r(s) Y (s)) där F (s) = K P + K D s 6

(a) Rita blockschema för det återkopplade systemet och ta fram det återkopplade systemets överföringsfunktion. (3p) (b) Antag att regulatorparametrarna K P och K D är valda så att det återkopplade systemet är stabilt. Vad blir lim t y(t) när referenssignalen r(t) är ett enhetssteg? 7