Formelsamling i Reglerteknik

Relevanta dokument
Formelsamling i Automationsteknik FK

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

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Övningar i Reglerteknik

Lösningar till övningar i Reglerteknik

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Specifikationer i frekvensplanet ( )

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

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

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

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

Övning 3. Introduktion. Repetition

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 7

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

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

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

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

ERE103 Reglerteknik D Tentamen

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik Y/D (TSRT12)

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

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

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik (TSRT19)

Reglerteknik AK Tentamen

A

Reglerteknik AK. Tentamen kl

Reglerteknik AK, FRTF05

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

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

Föreläsning 10, Egenskaper hos tidsdiskreta system

ÖVNINGSTENTAMEN Reglerteknik I 5hp

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

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 2

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

Föreläsning 1 Reglerteknik AK

Reglerteknik AK, FRT010

EL1010 Reglerteknik AK

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

Reglerteknik AK, FRTF05

Laplacetransform, poler och nollställen

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

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

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

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

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteknik 7. Kapitel 11. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik M Föreläsning 8

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 5 (2/4) Stabilitet Specifikationer med frekvensbeskrivning

TENTAMEN Reglerteknik 3p, X3

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning av kursen. Gustaf Hendeby.

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

Lead-lag-reglering. Fundera på till den här föreläsningen. Fasavancerande (lead-) länk. Ex. P-regulator. Vi vill ha en regulator som uppfyller:

TSIU61: Reglerteknik. Lead-lag-regulatorn. Gustaf Hendeby.

Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 2

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

Reglerteknik 7. Kapitel 11. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

Nyquistkriteriet. Henrik Sandberg. Extra material till Reglerteknik AK 19 maj 2014

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

EL1000/1120 Reglerteknik AK

Kompletterande material till föreläsning 5 TSDT08 Signaler och System I. Erik G. Larsson LiU/ISY/Kommunikationssystem

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

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

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120

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

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

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

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

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

REGLERTEKNIK Laboration 5

Reglerteknik. Datum: 20/ Tid: Examinator: Leif Lindbäck ( ) Hjälpmedel: Formelsamling, dimensioneringsbilaga, miniräknare.

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

Reglerteknik. Kurskod: IE1304. Datum: 12/ Tid: Examinator: Leif Lindbäck ( )

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y/D

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik M Föreläsning 9

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

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

Nyquistkriteriet, kretsformning

TENTAMEN: DEL A Reglerteknik I 5hp

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

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

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

TSIU61: Reglerteknik. Reglerproblemet. Innehåll föreläsning 12: 1. Reglerproblemet: Ex design av farthållare. Sammanfattning av kursen

Reglerteknik Z / Bt/I/Kf/F

Reglerteknik AK. Tentamen 16 mars 2016 kl 8 13

REGLERTEKNIK I BERÄKNINGSLABORATION 2

Transkript:

Formelsamling i Reglerteknik Laplacetransformation Antag att f : IR IR är en styckvis kontinuerlig funktion. Laplacetransformen av f definieras av Slutvärdesteoremet F(s) = L(f)(s) = 0 e st f(t)dt lim f(t) = lim sf(s) t s 0 under förutsättning att alla poler till sf(s) har negativ realdel (Res < 0). Begynnelsevärdesteoremet lim f(t) = lim sf(s) t 0 s under förutsättning att gränsvärdet i högerledet existerar och är ändligt. Taell över laplacetransformer f(t) L(f) = F(s) Kommentarer δ(t) Impuls ( Diracfunktionen ) θ(t) s Enhetssteg (0 om t < 0 och om t 0) tθ(t) Enhetsramp e at θ(t) te at θ(t) sin t θ(t) cost θ(t) e at sin t θ(t) e at cost θ(t) s s + a (s + a) s + s s + (s + a) + s + a (s + a) +

Räkneregler för laplacetransformer f(t) L(f) = F(s) Kommentarer af(t) + g(t) af(s) + ( G(s) ) Linjäritet s f(at) a F Skalning a f(t t 0 )θ(t t 0 ) e t0s F(s) Fördröjning e at f(t) F(s + a) Dämpning tf(t) df ds df sf(s) f(0 ) Derivering t 0 dt d f dt f(τ)dτ s F(s) df dt (0 ) sf(0 ) s F(s) Integrering Stailitetskriterier För att ett linjärt tidsinvariant system med överföringsfunktion G(s) skall vara stailt krävs att samtliga poler till G(s) har negativ realdel (Res < 0). Rouths metod Karakteristisk ekvation Rouths taell: a 0 a a 4... a a 3 a 5... c 0 c c... d 0 d d... a 0 s n + a s n + a s n + + a n s + a n = 0 där c 0 = a a a 0 a 3, c = a a 4 a 0 a 5,... a a osv d 0 = c 0a 3 a c,... c 0 Antalet teckenväxlingar hos talen i den första kolumnen (längs till vänster) är lika med antalet rötter till den karakteristiska ekvationen som har positiv

realdel (Res > 0). Systemet är stailt precis då detta antal är 0 (inga teckenväxlingar i första kolumnen) Stailitetsmarginaler Låt L(s) eteckna kretsförstärkningen (loop gain) i systemet. Oservera att detta är den öppna slingans överföringsfunktion. Det slutna systemets karakteristiska ekvation lir då +L(s) = 0. Om L(s) är en rationell funktion kan denna ekvation skrivas om som en polynomekvation. Nyquistkriteriet Överkorsningsfrekvensen (skärfrekvensen) ω c definieras som den lägsta frekvens för vilken L(iω c ) =. Fasmarginalen definieras som ϕ m = π + arg L(iω c ) = 80 +arg L(iω c ). Den naturliga egensvängningsfrekvensen (resonansfrekvensen) ω π definieras som den lägsta frekvens för vilken arg L(iω π ) = π = 80. Amplitudmarginalen definieras som A m = / L(iω π ). L(iω) ω = ω π A m x ϕ m ω = ω c x Figur : Stailitetsmarginaler i ett nyquistdiagram 3

Det förenklade nyquistkriteriet säger då att om alla poler till L(s) har negativ realdel så gäller att det slutna systemet är stailt precis då ϕ m > 0 och A m >. Relativ dämpning och odämpad egensvängningsfrekvens Överföringsfunktionen för ett andra ordningens system med staila komplexa poler men utan nollställen kan skrivas ω n G(s) = s + ζω n s + ωn där ω n är den odämpade egensvängningsfrekvensen. I följande figur visas stegsvaren för ett sådant system för olika värden på relativa dämpningen ζ..0.8.6.4..0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0 0 4 6 8 0 4 6 8 0 Figur : Stegsvar för system med ω n = och ζ = 0, 0., 0.3, 0.5, 0.7 och.0. Det maximala värdet på stegsvaret avviker från stegsvarets slutvärde (den statiska förstärkningen G(0) som här är ). Översvängen (överslängen) M p definieras som denna skillnad dividerat med statiska förstärkningen. M p ges av följande formel ζπ M p = e ζ 4

Fasavancerande kompensering (PD/lead-kompensering) G PD (s) = K + T d s + T d s = KG lead (s) vilken har den fördelen att den rent fasavancerade delen ( lead-filtret ) har amplitudfunktionen = vid den frekvens där faskurvan har sitt maximum. Givet önskad överkorsningsfrekvens ω c och fasmarginal ϕ m kan följande metod för fasavancerande kompensering formuleras: (i) Bestäm hur mycket fasen ehöver ökas vid ω = ω c : ϕ = ϕ m ( 80 + arg G p (iω c ) ) (ii) Om ϕ > 0 så används ett lead-filter G lead (s) där väljs så att filtrets fasfunktion kan uppnå värdet ϕ. Detta realiseras genom att välja så att ϕ = ϕ max där ϕ max = arcsin + = + sin ϕ max sin ϕ max ϕ max är maximala värdet på filtrets fasfunktion argg lead (iω). (iii) Den frekvens för vilken lead-filtrets fasfunktion har sitt maximum kan uttryckas som ω max = T d Eftersom lead-filtret väljs så att dess maximala fas inträffar vid den önskade skärfrekvensen ω c så måste följaktligen ω max = ω c varav det direkt följer att T d = ω c (iv) Lead-filtret ovan är uttryckt på sådan form så att G lead (iω max ) =. Eftersom villkoret för förstärkningen K är G PD (iω c )G p (iω c ) = inneär detta att K = G p (iω c ) 5