AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Transkript

1 AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE Emne: Gppe(): Eksamensoppgaven bestå av: Kbenetikk I EY Antall side (inkl. fosiden): 5 Emnekode: SO 358E Dato: 9. mai 007 Antall oppgave: 4 Faglig veilede: Veslemø Tssø Bjøn Engebetsen Eksamenstid: 5T Antall vedlegg: 0 Tillatte hjelpemidle: Alle skevne og tkte hjelpemidle, skivesake og kalklato Kandidaten må selv kontollee at oppgavesettet e fllstendig. Ved eventelle klahete i oppgaveteksten skal d edegjøe fo de fotsetninge d legge til gnn fo løsningen. Utabeidet av (faglæe): Kontollet av (en av disse): Annen læe Senso Stdielede/ Fag koodinato Stdieledes/ Fag koodinatos ndeskift: Avdeling fo ingeniøtdanning Cot Adelesgate Oslo tlf: faks: i@hio.no

2 Oppgave 1 Regleingsteknikk (30%) I egleingsteknikken ha vi i tgangspnktet definet en ekke begepe og paamete. Disse e elatet til eglatoe, posesse og tilbakekobling. En standad lkket egleingssløfe vil knne se t som den i figen nde: Refeanse, R(s) Avvik, e(s) Reglato Posess Måling, Y(s) a) Utled tansfefnksjonen i Laplace planet fa R(s) til Y(s) fo det lkkede sstem. Anta at eglatoen ha tansfefnksjon H R (s) og posessen ha tansfefnksjonen H p (s). b) Vi kalle denne tansfefnksjonen M(s). Hva, elle hvilke egenskape ved det lkkede sstem ttkke M(s). c) En annen viktig egenskap fo et sstem betegnes som N(s). Utled N(s) og beskiv hvilke egenskape ved det lkkede sstem som ttkkes ved N(s). d) Hvilke elemente må vi finne i podktet H R (s)h P (s) fo å nngå statisk avvik ette et spang i efeansen? e) E det noen posesse som ha disse elementene i seg ent fsisk? Gi et eksempel og fokla. f) Angi hvodan vi kan finne tansfefnksjonen fo en posess. g) Anta at vi ha fått oppgitt en posess med følgende tansfefnksjon: H p (s)=ke s / (s(1+ts)) Skisse H p (s), M(s) og N(s) fo T=4 og K=1. h) Angi en eglato som gi sstemet en fostekningsmagin på 3dB. i) Angi hvodan eglatopaamete kan bestemmes med ZiegleNichols metode.

3 Oppgave Anleggsteknikk (0%) a) Nevn te foskjellige ventiltpe/ventilfnksjone? b) Hvilke egenskape bø en egleingsventil ha, og hvilke kan vi ikke fotsette at den ha. c) Ved valg av egleingsventil e det en ekke paamete man må ta stilling til. Noen av disse elatee seg til ventilen, noen til posessen og noen til omgivelsene. Nevn fem slike paamete og disktee hva feil valg kan medføe. d) Ofte abeide noske bedifte med eksplosjonsfalige omåde. Hva e og hvodan bkes et sonekat? e) Nevn to foskjellige beskttelsesmetode fo installasjon i eksplosjonsfalige omåde og fokla hvodan de skal benttes og hvilke egenskape de ha. 3

4 Oppgave 3 Instmenteingsteknikk (5%) a) Fokla oppbgging og vikemåte fo en stekklapp. Fokla hva som menes med dmm og vis hvodan d kan lage et stekklappbaset målesstem fo måling av kaft, F, og de tgangen e en elektisk spenning,. Fokla hvodan vaiasjone i tempeat kan påvike en stekklappmåling, og vis hvodan d kan kompensee fo en slik tempeatvaiasjon. b) En kaftmåle e kalibet fo måleomådet 1000N til 3000N. Signalet fa kaftmåleen skal epesentees som et dataod med 8 bit. Beegn oppløsningen i % og i N. c) Vinkelhastighet kan måles med kodeskive. Beskiv kot likhete og foskjelle mellom absoltt og inkementell kodeskive og fokla hvilken av de to tpe som egne seg best til måling av vinkelhastigheten. d) Fokla kot vikemåten fo følgende tempeatfølee: i) temisto ii) temoelement iii)pt100føle iv) bimetallføle e) En stømningsmåle bestå av en føle og en omfome. Måleen skal bkes fo måleomådet 0 til 5 l/s. Omfomeen (Omf.) søge fo at tgangssignalet, i, bli en lineæ fnksjon av stømningen, q. Omfomeen kalibees slik at i vaiee i omådet 4 til 0 ma. q Føle p Omf. i Utgangen av føleen e et diffeansetkk, p [Ba]. Sammenhengen mellom stømningen q [l / s] og diffeansetkket, kan tkkes i følgende fomel: q = K p i) Fo q = l/s måles p = 0. Ba. Bestem K. ii) Tegn kaakteistikk fo føleen iii) Tegn kaakteistikk fo hele målesstemet ( fa q til i ) iv) Tegn kaakteistikk fo omfomeen v) Bestem p og i nå q = 3 l/s. 4

5 A B Oppgave 4 Mltivaiabel egleing (5%) Reglato A g a G A = [g 1A g A ] e G A Reglato B 1 s g n G B = [g 1B g B ] g b v PROSESS G B v D PROSESS Posessmodell: A B Cv 0 1 A = B =, C = 1 1 Målematise: D = [ 1 0 ] D En posess ha modellmatise som vist ove til høe. Posessen påvikes av en konstant, kjent stø, v. Vi ønske å eglee denne posessen ved hjelp av tilstandstilbakekobling og slik at målingen,, stasjonæt bli lik efeansen,, desom e konstant. D skal i denne oppgaven vdee de to egleingsstategiene A og B som vist i figene ove. a) Avgjø om posessen e i) Stabil ii) Stba iii) Obseveba b) Hvilken av de to egleingsstategiene vil best oppflle våe kav til egleing av denne posessen? Begnn svaet. c) Fig A: Anta v = 0. Bestem g a og G A slik at (s) = h A (s) = s 40 1 s 1 40 d) Fo egleingsstategi B skal d skive det totale sstem på tvidet tilstandsomfom: 1 1 A B Cv, de 1 og e posessens tilstande og e en eksta tilstand fa eglatoen, se fig B. Bestem matisene A, B og C. 5 God somme! Hilsen Bjøn og Veslemø