Föreläsning 1 Reglerteknik AK

Relevanta dokument
Föreläsning 2. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 3 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

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

AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET. M. Enqvist TTIT62: Föreläsning 3 AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET

TSIU61: Reglerteknik. Poler och nollställen Stabilitet Blockschema. Gustaf Hendeby.

Reglerteknik I: F2. Överföringsfunktionen, poler och stabilitet. Dave Zachariah. Inst. Informationsteknologi, Avd. Systemteknik

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

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 2

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

TSIU61: Reglerteknik. Matematiska modeller Laplacetransformen. Gustaf Hendeby.

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

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 3 (2/4) ˆ PID-reglering. ˆ Specifikationer. ˆ Sammanfattning av föreläsning 3.

TSIU61: Reglerteknik. PID-reglering Specifikationer. Gustaf Hendeby.

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

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

Övning 3. Introduktion. Repetition

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

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

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

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

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

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik (TSRT19)

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Från tidigare: Systemets poler (rötterna till kar. ekv.) påverkar egenskaperna hos diffekvationens lösning.

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Reglerteknik AK, FRTF05

Övningar i Reglerteknik

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TENTAMEN I TSRT19 REGLERTEKNIK

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

A

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

TENTAMEN I TSRT22 REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

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

Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 2

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Reglerteknik I: F1. Introduktion. Dave Zachariah. Inst. Informationsteknologi, Avd. Systemteknik

Föreläsning 8. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 27 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 15-18, 30/11-12/

Reglerteknik AK Tentamen

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

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

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

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 8. Sammanfattning av föreläsning 7 Framkoppling Den röda tråden!

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

För ett andra ordningens system utan nollställen, där överföringsfunktionen är. ω 2 0 s 2 + 2ζω 0 s + ω0

Reglerteknik, TSIU61. Föreläsning 2: Laplacetransformen

Laplacetransform, poler och nollställen

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

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

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

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning av kursen. Gustaf Hendeby.

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 9

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

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

INLÄMNINGSUPPGIFT I. REGLERTEKNIK I för STS3 & X4

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Nyquistkriteriet, kretsformning

Reglerteknik AK, FRT010

Reglerteknik AK. Tentamen kl

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

Reglerteknik AK, FRTF05

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

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning av föreläsning 8 (2/2) Andra reglerstrukturer. ˆ Sammanfattning av föreläsning 8 ˆ Framkoppling från störsignalen

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik M Föreläsning 9

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Formalia. Reglerteknik, TSRT12. Föreläsning 1. Första föreläsningen. Vad är reglerteknik?

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

Reglerteori. Föreläsning 12. Torkel Glad

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Transkript:

Föreläsning 1 Reglerteknik AK c Bo Wahlberg Avdelningen för Reglerteknik, KTH 29 augusti, 2016

2 Introduktion Example (Temperaturreglering) Hur reglerar vi temperaturen i ett hus? u Modell: Betrakta en värmebalans: y v y u v r = temp. i huset = tillförd effekt = temp. utomhus = önskad temp. T t = tillförd effekt - bortförd effekt

3 Introduktion Example (Temperaturreglering, fort.) d dt y(t) = β( u(t) α[y(t) v(t)] ) Förenkla genom att ta β = 1 (skalning). ẏ(t) + αy(t) = u(t) + αv(t) Kursen handlar om reglering (styrning) av Dynamiska System = Differentialekvationer! Dessa hanteras i första delen av kursen med hjälp av Laplacetransform

Laplacetransformen Regler: Y (s) = L { y(t) } = 0 y(t)e st dt i. L { d dt y(t)} = sy (s) y(0) ii. L { t 0 y(τ) dτ} = 1 s Y (s) iii. Faltning: L { t 0 g(τ)u(t τ) dτ} = G(s)U(s) iv. Slutvärdessatsen: lim y(t) = lim sy (s), t s 0 om lim y(t) existerar. t

Koppling till differentialekvationer Example { ÿ + a 1 ẏ + a 2 y = b 0 u + b 1 u y(0) = ẏ(0) = u(0) = 0 L = s 2 Y (s) + a 1 sy (s) + a 2 Y (s) = b 0 su(s) + b 1 U(s) Y (s) = b 0 s + b 1 s 2 U(s) + a 1 s + a }{{ 2 } Överföringsfunktion, G(s)

Koppling till differentialekvationer Överföringsfunktionen är sambandet mellan insignal och utsignal. u G(s) y Observera: Initialvärden = 0 Y (s) = G(s)U(s)

7 Poler Definition Systemets poler ges av rötterna till nämnarpolynomet hos överföringsfunktionen. Example s 2 + a 1 s + a 2 = 0 Example (Inverterad pendel) Har poler vid s = ± g/l.

Poler Example Karaktäristisk ekvation: s 2 + a 1 s + a 2 Rötter: λ 1, λ 2 Homogen lösning: y 0 (t) = c 1 e λ 1t + c 2 e λ 2t, λ 1 λ 2 Låt nu λ = x + iω, där x är realdelen och ω imaginärdelen. e λt = e xt[ cos(ωt) + isin(ωt) ] { 0, Re[λ] < 0, Vänster HalvPlan, Stabilt, Re[λ] > 0, Höger HalvPlan, Instabilt Im V.H.P. H.H.P. Re 8

9 Typsystem 1:a ordningens system Komplexa poler i V.H.P. 1 1.5 Amplitude 0.5 Amplitude 1 0.5 0 0 2 4 6 Time (seconds) 3 x 104 Reell instabil pol 0 0 5 10 15 Time (seconds) 100 Komplexa instabila poler Amplitude 2 1 Amplitude 0 100 200 0 0 5 10 Time (seconds) 300 0 2 4 6 Time (seconds)

10 Poler Example Bestäm utsignalen hos systemet: Lösning: ẏ + y = 20, y(0) = 0 L = sy (s) y(0) + Y (s) = 20 s = Y (s) = 20 1 1 s s + 1 = 20[ 1 s 1 ] s + 1 = y(t) = 20 [ 1 e t] 20, t Pol i 1 i V.H.P., dvs stabilt

Nollställen Definition Systemets nollställen ges av rötterna till täljarpolynomet hos överföringsfunktionen. Example b 0 s + b 1 = 0 Nollställe i H.H.P. = 1 G(s) är instabilt = Svårt reglerproblem.

12 Impulssvar Y (s) = G(s)U(s) Faltning: = y(t) = t 0 g(τ)u(t τ) dτ Integralen är en viktad summa av gamla (0 τ t) insignaler (dynamik). Funktionen g(t) kallas impulssvaret. Example (Integrator) g(τ) = 1 G(s) = 1 s

13 Återkoppling v r=referenssignal Σ e Regulator u System y -1 Reglerfelet ges av e = r y. u = insignal System = diff. ekv. v = störning y = utsignal

14 Blockdiagram Regulator System r Σ e F (s) u G(s) y -1 = { Y (s) = G(s)F (s)e(s) E(s) = R(s) Y (s) = Y = GF R GF Y = [1 + GF ]Y = GF R

15 Återkopplade Systemets Överföringsfunktion [1 + GF ]Y = GF R Härifrån får vi ett samband för hur r(t) y(t). G(s)F (s) = Y (s) = R(s) 1 + G(s)F (s) }{{} G c(s) G c (s) kallas det återkopplade (closed loop) systemets överföringsfunktion.

16 Samband Referens till Reglerfel Regulator System r Σ e F (s) u G(s) y -1 Y (s) = G(s)F (s)e(s) Härifrån får vi ett samband för hur r(t) e(t). = E(s) = 1 1 + G(s)F (s) R(s)

17 Referens-signal till Insignal Regulator System r Σ e F (s) u G(s) y -1 U(s) = F (s)e(s) Härifrån får vi ett samband för hur r(t) u(t). = U(s) = F (s) 1 + G(s)F (s) R(s)

18 Insignalstörning till Utsignal Vi kan även få ut ett uttryck som innehåller G(s) 1 + G(s)F (s) Detta berör en insignalsstörning ( l(t) y(t) ), som vi kommer se senare i kursen. F (s) Σ G(s) l

Slutna Systemets Poler Observera att alla dessa uttryck innehåller 1 + G(s)F (s), dvs. 1 + kretsförstärkningen i nämnaren, }{{} G(s)F (s) = Slutna systemets poler ges av 1 + G(s)F (s) = 0. Bestämmer stabilitet för det återkopplade systemet!

20 Nästa gång PID-Reglering Läxa : Repetera Laplace och differentialekvationer!