Lösningsförslag till tentamen i TSRT19 Reglerteknik Tentamensdatum: Svante Gunnarsson

Relevanta dokument
Lösningar till tentamen i Reglerteknik

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

Föreläsning 7: Stabilitetsmarginaler. Föreläsning 7. Stabilitet är viktigt! Förra veckan. Stabilitetsmarginaler. Extra fördröjning i loopen?

REGLERTEKNIK. Formelsamling

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Föreläsning 1 Reglerteknik AK

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

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av Föreläsning 4. Sammanfattning av Föreläsning 4, forts. Sammanfattning av Föreläsning 4, forts.

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik (TSRT19)

Motivet finns att beställa i följande storlekar

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

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

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

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

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Övning 3. Introduktion. Repetition

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

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

Formelsamling i Reglerteknik

Reglerteknik AK Tentamen

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

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

Implementering av ett magnetlager MADELEINE YMERSON

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Reglerteknik 5. Kapitel 9. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

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

Specifikationer i frekvensplanet ( )

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

4. Laplacetransformmetoder

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

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 2

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

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

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

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

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

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

TENTAMEN I TSRT22 REGLERTEKNIK

Frekvenssvaret är utsignalen då insginalen är en sinusvåg med frekvens ω och amplitud A,

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Hårdmagnetiska material / permanent magnet materials

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

SIMULINK. Introduktion till. Grunderna...2. Tidskontinuerliga Reglersystem. 6. Uppgift Appendix A. Symboler 14

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 7

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

TENTAMEN I TSRT19 REGLERTEKNIK

Sammanfattning TSRT mars 2017

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

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik AK, FRTF05

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

Läs i vågläraboken om interferens (sid 59-71), dopplereffekt (sid 81-84), elektromagnetiska vågor (sid ) och dikroism (sid ).

Reglerteknik AK, FRT010

Läs i vågläraboken om interferens (sid 59-71), dopplereffekt (sid 81-84), elektromagnetiska vågor (sid ) och dikroism (sid ).

Kalibrering. Dagens föreläsning. När behöver man inte kalibrera? Varför kalibrera? Ex på kalibrering. Linjär regression (komp 5)

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 11

PROJKTLABORATION i System- och reglerteknik

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

sanningsvärde, kallas utsagor. Exempel på utsagor från pass 1 är

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

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

Introduktion till Komplexa tal

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120

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

TSRT19 Reglerteknik: Välkomna!

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

REGLERTEKNIK, KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000, EL1110 och EL1120

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik fk M (TSRT06)

SIMULINK. Grunderna. Introduktion till

7 Inställning av PID-regulatorer

Blandade A-uppgifter Matematisk analys

A

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Transkript:

Löningförlag till tentamen i TSRT9 Reglerteknik Tentamendatum: 207-0-03 Svante Gunnaron. (a) Styrignaler: Gapådrag, rattvinkel Utignaler: Hatighet, poition på vägbanan Störignaler: Vind, uppför-/nedförbackar (b) Sytem III är intabilt, vilket gör att ytemet kan uteluta. Sytem VII har negativ tatik förtärkning G(0) vilket gör att ytemet kan uteluta. Sytem VIII har tatik förtärkning /0 vilket gör att ytemet kan uteluta. För ytemet I ingår faktorn (+) även i nämnaren vilket gör att faktorn kan förkorta bort, vilket innebär att ytem I och ytem IV är amma. Sytem II och VI har komplexa poler, men polerna ho ytem VI har törre imaginärdel relativt realdelen än ytem II, vilket motvarar ett mera ocillativt tegvar. Det medför att II hör ihop med B och VI hör ihop med D. Sytem I (och IV) amt ytem V har en reell pol, vilket motvarar ett monotont tegvar. För ytem V ligger polen längre till vänter utmed negativa realaxeln, vilket motvarar ett nabbare tegvar. Detta gör att V hör amman med C och I (och IV) hör amman med A. Svar: A - I och IV, B - II, C - V, D - VI (c) Egenkaperna uppfyll t ex med överföringfunktionen G() = där G(0) = k = 4 och tidkontanten τ = 0.5. k τ + Ver: 2 januari 207

2. (a) De tre grundläggande begränningarna är: Oäkerheter i den matematika modellen av det ytem om ka tyra Begränningar ho tyrignalen Oäkerheter i mätningen av utignalen (b) Känlighetfunktionen ge av vilket i detta fall innebär S() = S() = + F ()G() ( + )2 ( + ) 2 + K Kravet på förtärkningen vid frekvenen ω = ger S(i ) = 2 4 + K 2 0. d v K 396 9.9 (c) Det återkopplade ytemet karakteritika ekvation ge av det(λ I (A BL)) = 0 d v λ 2 + (2 + l )λ + ( + l + l 2 ) = 0 I del fyra fallen ger detta polerna (i) λ =, (ii) λ = ± 2i (iii) λ = ± 8 (iv) λ = 5, I fall (iii) ligger en av polerna i höger halvplan, d v ytemet är intabilt. Detta fall hör ihop med B. I fall (ii) är polerna komplexa, d v ytemet är ocillativt. Detta hör ihop med C. I fall (iv) är en pol nabbare. Detta hör ihop med A. Detta ger lutligen (i) D. Svar: A - iv, B - iii, C - ii, D - i 2 Ver: 2 januari 207

3. (a) Det återkopplade ytemet överföringfunktion ge av I detta fall är G C () = G() = F ()G() + F ()G() ( + 2) och F () = K P + K I = K P + K I Den karakteritika ekvationen, d v nämnaren ho G C () ge av 2 ( + 2) + (K P + K I ) = 0 (b) Det återkopplade ytemet är tabilt när amtliga poler (rötter till den karakteritika ekvationen) har trikt negativ realdel. Detta gäller enligt figuren för K I < 3. (c) Den relativa dämpningen är törre än 0.7 om abolutbeloppet för polerna realdel är törre än imaginärdelen, d v när vinkeln mellan polerna lägen och negativa realaxeln än mindre än 45. Se figur 2.6 i läroboken. Enligt Figur 5 gäller detta för K I < 0.5. (d) De komplexa polerna har relativ dämpning 0.7 när polerna ligger i = 0.5 ± i0.5. En jämförele med tandardpolynoment 2 + 2ζω 0 + ω 2 0 = 0 ger att polerna avtånd till origo ge av ω 0 = 0.7. Uttrycken för tigtid och överläng, e exempel 3.3 i läroboken, ger att T r 3. och M 0.05, d v 5 procent. 3 Ver: 2 januari 207

4. (a) När inignalen (momentet) är kontant kommer motorn och laten att, efter en tid, rotera med kontant hatighet, d v vinkeln växer hela tiden, d v θ a (t) växer obegränat. Vinkelhatigheten θ a (t) kommer att gå mot ett kontant värde, vilket kan betämma med hjälp av G() på följande ätt. Överföringfunktionen äger att Θ a () = G()U() vilket innebär att vinkelhatigheten Laplacetranform ge av G()U() och vinkelhatigheten lutvärde kan beräkna enligt lim θ a (t) = lim G() t 0 = 40 (b) Vid ω = 0 rad/ gäller arg G 0 (iω) = 78 och G 0 (iω) 0.2. Detta medför önkad faökning på 48 +6 = 54, vilket få med β = 0.. Faökningen placera i rätt frekvenintervall med τ D = /(0 0.) = 0.32. Den önkade kärfrekvenen erhåll genom att välja K 0. 0.2 = d v K = 2.6. Förtärkning och lead-kompeneringen blir alltå 0.32 + F lead () = 2.6 0.32 0. + Överföringfunktionen från törningen W till reglerfel ge (i likhet med Lab 2) av E() = + F ()G() R() G() + F ()G() W () Vid en kontant referenignal r(t) = B, d v R() = B/ och en kontant törning w(t) = A, d v W () = A/ ger lutvärdeteoremet lim t = lim E() = 0 A 0 F (0) = Aγ K =. Lag- För att eliminera reglerfelet fulltändigt välj γ = 0. Tumregelen ger vidare τ I kompeneringen blir alltå F lag () = + Svar: 0.32 + F () = 2.6 0.32 0. + + 4 Ver: 2 januari 207

5. (a) Med de givna tilltåndvariablerna få ẋ = θ = x 2 ẋ 2 = θ = u vilket ger ẋ = ( ) ( 0 0 x + u 0 0 ) (b) Tilltåndåterkopplingen u = Lx ger att det återkopplade ytemet får den karakteritika ekvationen λ 2 + l 2 λ + l = 0 Polplacering i a motvarar den önkade ekvationen (λ + a) 2 = λ 2 + 2aλ + a 2 = 0 Jämförele ger l = a 2 l 2 = 2a (c) Styrignalen har en extrempunkt ( u(t) = 0) vid t = 2/a med värdet u(2/a) = a 2 e 2 θ 0. Vidare gäller att u(t) 0 då t amt u(0) = a 2 θ 0. Styrignalen abolutbelopp är alltå tört vid t = 0. Villkoret ger a 2 θ 0 0 d v 0 a En tor förflyttning (θ 0 tor) medför att a måte välja litet (långamt ytem) för att momentgränen ej kall överkrida. (d) Den karakteritika ekvationen för allmänt J är θ 0 λ 2 + J 2a + J a2 = 0 Jämförele med ekvationen ger 2 + 2ζω 0 + ω 2 0 = 0 ζ = J Större tröghetmoment J > medför att den relativa dämpningen minkar, d v ytemet blir ocillativt. Om kravet är att armen kall tyra utan överlängar är det alltå allvarligare om det verkliga tröghetmomentet är törre än det om antagit. 5 Ver: 2 januari 207