Processreglering
Automatic Process Control

FRTN25F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Vårterminen 2016
Beslutad av: FN1/AndersGustafsson
Datum för fastställande: 2015-12-21

Allmänna uppgifter

Avdelning: Reglerteknik
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: FRTN25
Undervisningsspråk: Engelska, svenska

Syfte

Reglertekniken har en stor betydelse inom vitt skilda delar av samhället. I tidigare kurser har doktoranderna lärt sig att modellera och förstå hur ett system beter sig. Syftet med kursen i Processreglering är att lära doktoranderna hur man kan få ett system att operera pålitligare, miljövänligare, med mer precision, eller mer ekonomiskt, trots störningar i systemets omgivning. Ordet system får här tas mycket allmänt. Det kan t.ex. vara en reaktor, en värmeväxlare, eller ett vattenreningsverk. Syftet med kursen är också att lära doktoranderna ett systemtekniskt tankesätt som de kan ha nytta utav i arbetslivet oavsett vilket det exakta tillämpningsområdet blir. Doktoranderna skall, efter kursen, vara kapabla att formulera och förstå matematiska modeller för dynamiska system, analysera dynamiska system, och skapa/designa regulatorer för dynamiska system. Kursen är indelad i tre moduler; modellering, analys och syntes. Kursen ger en överblick av reglertekniken, dess begreppsbildningar, arbetsmetoder och tillämpningsområden inom kemitekniken.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• förstå vad ett linjärt, tidsinvariant, dynamiskt system är.
• kunna begripa grundläggande reglertekniska begrepp.
• förstå att ett dynamiskt system kan modelleras med hjälp utav olika matematiska modeller så som transientsvar, överföringsfunktioner, differentialekvationer på tillståndsform eller in-ut-signalsform, samt frekvenssvar beskrivna med Bode eller Nyquist-diagram.
• ha kunskap om de begrepp som beskriver uppförandet hos ett dynamiskt system så som stabilitet och stationära egenskaper.
• ha kunskap om de vanligast förekommande regulatorerna och dess matematiska uppbyggnad.
• ha en förståelse för olika regulatorstrukturer, samt kunskap om dess för- och nackdelar.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna använda sig utav grundläggande reglertekniska begrepp i samtal eller i skrift.
• kunna approximera ett olinjärt dynamiskt system med ett linjärt genom att utföra linjärisering.
• kunna beskriva ett dynamiskt system i form av de olika modellerna; transientsvar, överföringsfunktion, tillståndsmodell, differentialekvationer på in-ut-signalsform eller frekvenssvar.
• kunna beräkna samband mellan olika dynamiska modeller.
• kunna analysera dynamiska system och resonera om dess uppförande.
• kunna designa regulatorer och regulatorstrukturer utifrån givna specifikationer.
• kunna använda sig av moderna datorhjälpmedel för regletekniska uppgifter.
• kunna skriva enklare program för sekvensstyrning av en given process.
• kunna utföra mindre försök och experiment på laborationsuppställningar för att plocka fram ett system som uppträder enligt en given specifikation.
• kunna presentera projektresultat på muntlig och skriftlig form.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• förstå samband och begränsningar då enkla modeller används för att beskriva komplexa dynamiska system.
• känna sig redo att angripa nya och obekanta reglertekniska problem av mindre karaktär.
• kunna kommunicera, på ett fackmässigt sätt, med yrkespersoner som arbetar med reglerteknik.
• visa förmåga till lagarbete och samverkan i grupp vid laborationer, inlämningsuppgifter och projektarbete.

Kursinnehåll

Kursmoment: Introduktion, Modellbygge, Dynamiska system, Återkopplade system, Design PID regulatorn, Regulatorstrukturer, Analys i frekvensplanet, System med flera in- och utsignaler, Sekvensstyrning I kursen ingår laborationer som ansluter till kursens huvudmoment och kommer att omfatta reglering av laboratorieprocesser med analog och digital teknik samt logikstyrning.

Kurslitteratur

Wittenmark, B., Åström K.J. & Jørgensen S.B.: Process Control (Kompendium). Wittenmark, B.: Processreglering – exempelsamling (Kompendium). Laborations-PM (Kompendium). Formelsamling.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, laborationer, övningar, projekt

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, inlämningsuppgifter. Skriftlig tentamen (5 tim), tre laborationer, två inlämningsuppgifter och ett mindre projekt.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Linjär algebra, Endimensionell analys,Flerdimensionell analys.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvarig: Pontus Giselsson <pontus.giselsson@control.lth.se>
Hemsida: http://www.control.lth.se/course/FRTN25/