AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/as- 74.2111/etusivu

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Sisältö Analogisen säädön perusteet, PID-, taajuus- ja tilasäätimet. Dynaamiset järjestelmät. Aikatason, Laplace-tason, taajuustason ja tilamallit. Säätäjien suunnittelu, viritys ja analyysi. Luennot Maanantaisin klo 10.15-12.00, sali AS2 – alkavat 14.1.2013 Luennoitsijana toimii Prof. emeritus Heikki Koivo. (etu.suku@aalto.fi) Luentokalvot löytyvät kurssin kotisivulta Laskuharjoitukset Torstaisin klo 14.15-16.00, sali AS2 – alkavat 17.1.2013 Assistenttina toimivat: DI Juho Lindholm (juho.lindholm@gmail.com) TkL Jyrki Parkkinen (jyrki.parkkinen@aalto.fi) Harjoituspaperit ja malliratkaisut löytyvät myös kurssisivulta. 2

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Kurssin suorittaminen Joko kahdella välikokeella tai Tentillä – seuraava tentti maanantaina 7.4.2014, klo 10-12. Ilmoittautuminen tenttiin on pakollista. Lisäpisteet, max. 3p+3p+3p+3p+3p=15p Vapaaehtoiset kotitehtävät – palautus paperilla laboratorion ilmoitustaulun vieressä olevaan kurssin nimellä varustettuun lokeroon. 5 kotitehtävää, kustakin max. 3p. yhteensä max. 15p.. Lisäpisteet vastaavat arvoltaan sellaisinaan välikoepisteitä. Ne skaalataan vastaamaan puolta tenttipisteistä. Kotitehtävien painoarvo kurssin maksimipistemäärästä on siis 1/3. Lisäpisteet voivat ainoastaan korottaa arvosanaa. Lisäpisteet eivät voi muuttaa hylättyjä tentti- tai välikoesuorituksia hyväksytyiksi. Lisäpisteet ovat voimassa seuraavan vuoden kurssin alkuun saakka. 3

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Arvostelu Tentti tai välikokeet, max. 30p. Lisäpisteet, max 15p.  Pisteet yhteensä 45p. Läpipääsyyn tarvitaan n. 15 tentti- tai välikoepistettä. Lisäpisteet korottavat hyväksyttyä tentti- tai välikoearvosanaa. Opintomateriaali Kirja: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, 2010 ( tai P.H.Lewis, C.Yang: Basic Control Systems Engineering, Prentice-Hall, 1997) Opetusmonisteet, joissa luentokalvot ja laskuharjoitusten malliratkaisut (sekä luentokalvot että laskuharjoitukset ja malliratkaisut löytyvät myös kurssin kotisivulta) Analogisen säädön verkkokurssi Esitiedot Suositellaan: jokin automaatio- ja säätötekniikan peruskursseista

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Kirja: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, 2010 Tenttiin tulee periaatteessa kappaleet 1.1 – 11.6 : 1. Introduction to Control Systems 2. Mathematical Models of Systems Ei: 2.7. Signal Flow Graph Models 3. State Variable Models 4. Feedback Control System Characteristics 5. The Performance of Feedback Control Systems 6. The Stability of Linear Feedback Systems 7. The Root Locus Method 8. Frequency Response Methods 9. Stability in the Frequency Domain 10. The Design of Feedback Control Systems 11. The Design of State Variable Feedback Systems Luvusta 11 ainoastaan kappaleet 11.1-11.6

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Kirja: Paul H. Lewis & Chang Yang: Basic Control Systems Engineering Tenttiin tulee periaatteessa kappaleet 1 – 4 ja 6 – 11 sekä lisäksi 12.1, 12.2, 13.1, 13.2 ja 13.3. Luvusta 2 kappale 2.6 jää tenttialueen ulkopuolelle: 1. Control systems engineering 2. Modeling physical systems: differential equation models Ei: 2.6. Nonlinear models 3. Transfer function models 4. State Models Ei lukua 5 6. Stability 7. Performance criteria and some effects of feedback 8. Root locus techniques 9. Frequency-response techniques 10. Cascade controller design 11. Controller design variations Luvusta 12 ainoastaan kappaleet 12.1 ja 12.2 Luvusta 13 ainoastaan kappaleet 13.1, 13.2 ja 13.3 Ei kappaletta 14

Luentoaikataulu Pvm Vk Aihe 14.01.2013 3 Johdanto, dynaamiset mallit ja rakenteet, lohkokaaviot, säädön periaatteet 21.01.2013 4 Dynaamiset mallit, differentiaaliyhtälöt, tilaesitys ja linearisointi 28.01.2013 5 Dynaaminen vaste, Laplace-muunnos, siirtofunktio, tilansiirtomatriisi 04.02.2013 6 Lohkokaaviomuunnokset, PID-säädin ja kompensaattorit 11.02.2013 7 Navat ja nollat, systeemin nopeus, stabiilisuus ja värähtelyt, Routh-Hurwitz-kriteeri 18.02.2013 8 Tilasäätö, tilaestimointi, ohjattavuus ja havaittavuus 25.02.2013 9 Juuriura 04.03.2013 10 Tenttiviikko, ei luentoa 11.03.2013 11 Taajuusanalyysi 18.03.2013 12 Säädetyn järjestelmän hyvyys, suorituskyvyn kriteerit 25.03.2013 13 Säätösuunnittelu, säädön tavoitteet, käytännön modifikaatiot, säätimen viritys 01.04.2012 14 Pääsiäinen, ei luentoa 08.04.2012 15 Esimerkkejä toteutetuista säätöjärjestelmistä, kehittyneet menetelmät 15.04.2012 16 Kertaus

Laskuharjoitusaikataulu vko päivä ja sisältö 3 19.1.2012 Lohkokaaviot, linearisointi, tilaesitys 4 26.1.2012 Dynaamiset järjestelmät 5 2.2.2012 Laplace-muuntaminen ja Laplace-käänteismuuntaminen 6 9.2.2012 Siirtofunktiot, lohkokaaviot, tilaesitys 7 16.2.2012 Navat ja nollat, stabiilius, Routhin kaavio 8 23.2.2012 Tilasäätö 9 1.3.2012 Juuriura 10 Tenttiviikko - ei laskuharjoituksia 11 15.3.2012 Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit 12 22.3.2012 Toimivuuskriteereitä, toisen kertaluvun dynamiikkaa 13 29.3.2012 Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu 14 Pääsiäinen – ei laskuharjoituksia 15 12.4.2012 Nyquistin kriteeri, kaskadisäätö 16 Ei laskuharjoituksia 17 26.4.2012 Kertauslaskarit

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Tätä opintojaksoa voi täydentää seuraavilla kursseilla Suositeltavat esitietovaatimukset: Jokin automaatio- ja säätötekniikan peruskursseista (esim. AS-84.1132, Kem-90.147, ...) AS-74.1101 Tietokonesimulointi (3 op) - SLK AS-74.1102 Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot (2 op) – 5 vko. AS-74.1106 Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 1 (1 ov) – 4 pv. AS-74.1107 Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 2 (1 ov) – 4 pv. MATLAB MATLAB-tehtäviä voi tehdä koulun mikroluokissa. Palaute Kurssin aikana: henkilökohtaisesti tai anonyymillä www-palautelomakkeella Tentin jälkeen: myös erillisellä kyselylomakkeella Tarvittavien matemaattisten apuneuvojen esitietojen kertaus Verkkokurssi: Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot http://autsys.aalto.fi/pub/control.tkk.fi/Kurssit/Verkkokurssit/AS- 74.1102/index.html

Verkkokurssi . http://autsys.aalto.fi /pub/control.tkk.fi/K urssit/Verkkokurssit /AS- 74.2111/index.html

Analoginen säätö – verkkokurssi

Analoginen säätö – verkkokurssi

Analoginen säätö – verkkokurssi

Analoginen säätö – verkkokurssi

Analoginen säätö – verkkokurssi

AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Opetusmonisteissa: Luentokalvot Laskuharjoitusten tehtävät ja niiden ratkaisut Seuraa kurssin kotisivua, jossa kerrotaan muutoksista https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/as-74.2111/etusivu

AS-74.2111 Analog control (3 pts) The lectures and excercises will take place in Finnish, but English material is also available: Homepage: https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/as-74.2111/in_english Older lecture notes and other self-study material are available in English (homepage) The course book is in English (Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, 2010 or P.H.Lewis, C.Yang: Basic Control Systems Engineering, Prentice-Hall, 1997) The exercises and solutions are also available in English (homepage) The homeworks, supervised exercises and exams will be available in English – if you contact the assistants one week before the release date (exam date) and ask for English versions. Both the lecturer and the teaching assistants can be contacted – should you require assistance.