Olinjär reglering och servosystem
Non-Linear Control and Servo Systems

FRTN05F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Höstterminen 2016
Beslutad av: Professor Thomas Johansson
Datum för fastställande: 2016-10-27

Allmänna uppgifter

Avdelning: Reglerteknik
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: FRTN05
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Syftet med kursen är att lära sig känna igen viktiga olinjära reglerproblem, att behärska de viktigaste analysmetoderna för olinjära system samt att använda några praktiska verktyg för olinjär design.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna definiera grundläggande reglertekniska stabilitetsbegrepp
• ha insikt i grundläggande skillnader mellan olinjära och linjära dynamiska system
• kunna linjärisera olinjära dynamiska modeller kring jämviktspunkter och trajektorier
• kunna analysera inverkan av vanliga olinjäriteter i reglerkretsar (mättning, glapp, dödzon mm) samt hur man reglertekniskt skall kunna hantera dessa
• förstå stabilitetsanalys såsom Lyapunov teori, lågförstärkningssats och cirkelkriteriet och hur den tillämpas i reglerdesign
• kunna översiktligt redogöra för moderna riktningar inom olinjär reglering

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna matematiskt modellera och simulera enklare olinjära system
• kunna analysera gränssvängningar med avseende på kvantitativa och kvalitativa egenskaper
• kunna designa regulatorer för enklare olinjära system utifrån modellbaserad olinjär reglering och reläåterkopplade system
• kunna lösa enklare optimeringsproblem och tolka lösningar i form av framkopplings- resp återkopplingslösningar
• praktiskt kunna tillämpa reglerdesign för verkliga olinjära processer under laborationer
• kunna använda datorhjälpmedel för simulering och analys av olinjära system

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• förstå samband och begränsningar då enkla modeller används för att beskriva komplexa dynamiska system
• visa förmåga till lagarbete och samverkan i grupp vid laborationer

Kursinnehåll

Förläsningsinnehåll: Olinjära fenomen. Matematisk modellering av olinjära system. Jämviktspunkter. Linjärisering kring jämviktspunkter och trajektorier, Fasplansanalys, Stabilitetsteori omfattande Lyapunovmetoder, cirkelkriteriet, lågförstärkningssatsen samt passivitet, Datorhjälpmedel för simulering och analys, effekter av mättning, friktion, glapp och kvantisering i reglerkretsar, Beskrivande funktioner för analys av gränssvängningar, Högförstärkningsmetoder och reläåterkoppling, optimal reglering samt olinjära syntes- och designmetoder. Laborationer: Beskrivande funktionsanalys och regulatordesign med dödzonskompensering på en lufttrottel för bilmotorer; Energibaserad design av uppsving för en inverterad pendel; Trajektoriegenerering via optimal regleringsansats för pendel på vagn.

Kurslitteratur

Khalil, H. K.: Nonlinear Systems. Prentice Hall, 2002. ISBN 0131227408.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, laborationer, övningar

Kursens examination

Examinationsform: Skriftlig tentamen
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: FRT010 Reglerteknik AK

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvarig: Anders Rantzer <anders.rantzer@control.lth.se>
Hemsida: https://www.control.lth.se/Education/EngineeringProgram/FRTN05.html