Tentamen i reglerteknik SSY310/ERE091. Torsdagen den 4 juni 2015 kl. 14:00



Relevanta dokument
Reglerteknik Z2. Kurskod: SSY 050 och ERE080. Tentamen

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

Tentamen i Styr- och Reglerteknik, för U3 och EI2

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

TENTAMEN I TSRT19 REGLERTEKNIK

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

Reglerteknik Z / Bt/I/Kf/F

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

Reglerteknik M3. Inlämningsuppgift 3. Lp II, Namn:... Personnr:... Namn:... Personnr:...

Reglerteknik AK, FRT010

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik M3, 5p. Tentamen

ERE103 Reglerteknik D Tentamen

Reglerteknik, TSIU 61

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Tentamen i Systemteknik/Processreglering

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y (TSRT12)

Reglerteknik AK. Tentamen kl

TENTAMEN I REGLERTEKNIK I

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

Tentamen i Styr- och Reglerteknik, för U3 och EI2

Reglerteknik AK, FRTF05

TENTAMEN I TSRT22 REGLERTEKNIK

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Tentamen i Reglerteknik, för D2/E2/T2

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN REGLERTEKNIK TSRT15

Överföringsfunktioner, blockscheman och analys av reglersystem

övningstentamen I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 4: Kalmanfiltret & det slutna systemet. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av Föreläsning 3. Sammanfattning av Föreläsning 3, forts. Sammanfattning av Föreläsning 3, forts.

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

Introduktion till Control System Toolbox 5.0. This version: January 13, 2015

Reglerteknik 6. Kapitel 10. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

Övningar i Reglerteknik

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

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

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Reglerteknik, TSIU 61

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Reglerteknik AK, Period 2, 2013 Föreläsning 6. Jonas Mårtensson, kursansvarig

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

TENTAMEN I TSRT91 REGLERTEKNIK

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

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

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Tentamen i Systemteknik/Processreglering

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

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

Reglerteknik AK, FRTF05

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik (TSRT19)

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

Reglerteknik AK. Tentamen 16 mars 2016 kl 8 13

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Industriell reglerteknik: Föreläsning 2

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Tillämpningar av fysik och dynamik i biologiska system , kl. 09:00-15:00

Systemkonstruktion Z2

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

Nyquistkriteriet, kretsformning

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

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

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

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 10

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

Processidentifiering och Polplacerad Reglering

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

Tenta Elektrisk mätteknik och vågfysik (FFY616)

TENTAMEN I REALTIDSPROCESSER OCH REGLERING TTIT62

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Tentamen i Reglerteknik, för D2/E2/T2

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

Transkript:

Chalmers Tekniska Högskola Institutionen för signaler och system Avdelningen för reglerteknik, automation och mekatronik Tentamen i reglerteknik SSY31/ERE91 Torsdagen den 4 juni 215 kl. 14: 1. Längd: 4 timmar. 2. Examinator: Balazs Kulcsar, 31-772 1785, kulcsar@chalmers.se 3. Nödvändigt villkor för att erhålla betyg på tentan är i) för SSY31 att ha godkänt på inlämningsuppgift 1-2, projektarbete och laboration 1-2, ii) för ERE91 att ha godkänt på laboration 1-2. 4. Tentamen omfattar 2 poäng (med.5 poängs upplösning). Tabell 1 visar betygsgränserna. Tabell 1: Betygsgränser Poäng Betyg 9.5 underkänt 1... 12.5 3 13... 15.5 4 16... 2 5 5. Följande hjälpmedel tillåts: Egenhändigt skrivet formelblad A4 format, ett blad med anteckningar skrivna för hand på EN sida (inga kopior tillåtna). Miniräknare (icke-programerbar, ej grafritande, tömt minne innan tentamensstart). Beta, Physics handbook. Förbjudet att använda: andra böcker, föreläsningsanteckningar, telefon, surfplatta, dator el. liknande. 6. Lärare besöker tentamenslokalen under första och sista timmen av tentamenstiden. Tentamensresultat meddelas den 12 juni 215 (pingpong.chalmers.se). Granskning av tentamensresultaten sker den 15 juni kl. 1:-11: i E-huset på våning 5, rum 532. Lycka till!

Uppgifter 1. Svara kortfattat på följande frågor. a) Förklara för- och nackdelarna med att använda en PD-regulator. Vilken är skillnaden mellan en ideal och realiserbar PD-regulator? (1 poäng) b) Förklara begreppen strikt kausalt system och tidsinvariant system. (1 poäng) c) Ställ upp ett linjärt tidsinvariant system på observerbar kanonisk tillståndsform {observer canonical state-space representation}. (1 poäng) 2. Para ihop och förklara!.5 a).5 b) -.5 2 4 6 8 1 -.5 2 4 6 8 1.5 c).5 d) -.5 2 4 6 8 1 -.5 2 4 6 8 1 Figur 1: Stegsvar Para ihop följande överföringsfunktioner med stegsvaren i figur 1 (förklara kortfattat ditt val!). 1 G 1 (s) = s 2 2s 3, G 2(s) = s s 2 +s+3, G 3(s) = 1 s s 2 2s 3, G s 4(s) = s 2 +2s+3. (2 poäng).25 Nyquist Diagram.2.15.1 Imaginary Axis.5 -.5 -.1 -.15 -.2 -.25-1 -.5.5 Real Axis Figur 2: Nyquistdiagram 2

3. Givet ett systems Nyquistdiagram G(iω) för icke-negativa ω där G(i) = G(i ) =, se figur 2. (a) Para ihop en av följande frekvensfunktioner med diagrammet i figur 2 (motivera kortfattat ditt svar), iω G 1 (iω) = (iω) 2 +2iω+1, G 2(iω) = iω 2iω+1, G 1 3(iω) = 2(iω) 2 +iω, G 1 4(iω) = (iω) 3 +2(iω) 2 +iω. (1 poäng) (b) Med den valda frekvensfunktionen G(iω) från a)-uppgiften, hitta den ändliga and nollskilda frekvensen ω 1 som gör att ϕ(ω 1 ) = (ingen fasförskjutning). (1 poäng) 4. (*) I figur 3 ses Bodediagrammet för en kretsförstärkning {loop frequency function} L(iω) (enhetsåterföring {unity closed-loop feedback} tillämpas). L(iω) har inga instabila nollställen. Är det återkopplade systemet stabilt? Motivera ditt svar! (2 poäng) Bode Diagram Magnitude (db) Phase (deg) -18 1-1 1 1 1 Frequency (rad/s) Figur 3: Bodediagram för kretsförstärkningen 5. Givet en integrerande regulator C(iω) = 1 2 T i iω och ett system med frekvensfunktion G(iω) = 2iω+5 (med enhetsåterföring, se figur 4). Bestäm T i så att det återkopplade systemet får fasmarginalen ϕ m = 45. (Använd bifogat lin-log papper). (2 poäng) r C(iω) u G(iω) y Figur 4: Återkopplad uppställning 6. Givet en systembeskrivning där nominella överföringsfunktionen G n (s) = 1 s+1 och övre gränsen för multiplikativa osäkerheten d m =. Vilken av följande två proportionella regulatorer ger robust s.5(.33s+1) stabilitet åt det återkopplade systemet, K 1 = 2 eller K 2 = 1 2? (Enhetsåterföring tillämpas, använd bifogat lin-log papper) (2 poäng) 7. Givet en andra ordningens minimal tillståndsrepresentation på diagonal form [ ] [ ] λ1 r1 ẋ(t) = x(t) + u(t) λ 2 r 2 [ ] y(t) = 1 1 x(t) + u(t) 3

[ ] 1 2 a) Bestäm r 1, r 2, λ 1, λ 2 om styrbarhetsmatrisen {controllability matrix} S = och observerbarhetsmatrisen {observability matrix} O = (1 poäng) 2 6 [ ] 1 1 2 3 b) Är tillståndsrepresentationen internt stabil? Rita ett blockschema för systemet där förstärkningar och signaler inkluderas. (1 poäng) [ T c) Beräkna autonoma systemets (u(t) = ) utsignal y(1) då x =.1 1]. (1 poäng) 8. Givet systemet i figur 5 där m = 1kg, c 1 = 1N/m, c 2 = 1N/m, k = 3Ns/m. a) Bestäm överföringsfunktionen från u(t) till y(t). (1 poäng) b) Baserat på överföringsfunktionen, ställ upp en tillståndsmodell för systemet på styrbar kanonisk form {controller canonical state-space representation}. (1 poäng) c) Bestäm en tillståndsåterkoppling {state feedback} u(t) = Lx(t) så att polerna för det återkopplade systemet placeras i p 1 = p 2 = 1. (1 poäng) d) Tillämpa istället styrlagen u(t) = Lx(t) + L r r(t) där L är återkopplingsmatrisen från c)-uppgiften. Bestäm värdet på L r som försäkrar att r = y. (1 poäng) y(t) c 2 k m c 1 u(t) Figur 5: Mekaniskt system 4