Løsningforslag til eksamen i emnet MAS107 Reguleringsteknikk holdt torsdag 31. mai 2007

Like dokumenter
Løsning til eksamen i EE4107 Kybernetikk- videregående

Spørretime / Oppsummering

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Sørøst- Norge

Reguleringsstrukturer

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

Løsning til sluttprøve i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Telemark

dx = 1 2y dy = dx/ x 3 y3/2 = 2x 1/2 + C 1

Løsningsforslag til sluttprøven i emne IA3112 Automatiseringsteknikk

SLUTTPRØVE. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen. Tlf Epost: Antall sider: 14 (medregnet denne forsiden)

Kapittel 5. Frekvensrespons. Beregningavfrekvensresponsfrasignaler. Figur 25 viser sammenhørende inngangssignal og utgangssignal for et system.

Eksperimentell innstilling av PID-regulator

Løsningsforslag øving 6

Løsning til eksamen i EK3112 Automatiseringsteknikk for elkraft

Eksamen i SEKY3322 Kybernetikk 3

EKSAMENSOPPGAVE. Høgskolen i Telemark. EMNE: IA3112 Automatiseringsteknikk. EMNEANSVARLIG: Finn Haugen (tlf ). EKSAMENSTID: 5 timer

SLUTTPRØVE. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen. Tlf Epost: Antall sider: 15 (medregnet denne forsiden)

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Løsningsforslag Eksamen 19. august 2005 TFY4250 Atom- og molekylfysikk

Løsningsforslag øving 4

MAT 100A: Mappeeksamen 4

UNIVERSITETET I OSLO

Eksperimentell innstilling av PID-regulator

Løsningsforslag til prøveeksamen i fag SIG50 Signalbehandling

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Løsningsforslag Eksamen 30. mai 2007 FY2045 Kvantefysikk

dy ycos 2 y = dx. Ved å integrere på begge sider av likhetstegnet får man ved å substituere u = y,du = dy dy ycos 2 y = 2du cos 2 u = x.

Øving 6, løsningsforslag

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Sørøst- Norge

Løsningsforslag til prøveeksamen Mat1110 våren 2004 Oppgave 1 (a) Elemetære rekkeoperasjoner anvendt på den utvidete matrisen til systemet gir oss:

Sensorveiledning Oppgaveverksted 4, høst 2013 (basert på eksamen vår 2011)

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi EKSAMEN I FYS135 - ELEKTROMAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4115/4120 TERMODYNAMIKK 1 (KONT) Fredag 19. august 2005 Tid: kl. 09:00-13:00

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra fagets nettside, og for øvinger brukes It s learning. systemidentifikasjon fra sprangrespons.

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Løsning til eksamen i EK3114 Automatisering og vannkraftregulering ved Høgskolen i Sørøst-Norge

Løsning til sluttprøve i EK3114 Automatisering og vannkraftregulering ved Høgskolen i Telemark

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET FAKULTET FOR INGENIØRVITENSKAP OG TEKNOLOGI INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

Løsningsforslag Dataøving 2

Innhold Oppgaver om AC analyse

R2 - Heldagsprøve våren 2013

Foroverkopling. Kapittel Innledning

Løsningsforslag til sluttprøven i emne EK3114 Automatisering og vannkraftregulering

48 Praktisk reguleringsteknikk

Løsningsforslag til eksamen i TELE2001-A Reguleringsteknikk

NB! Vedlegg 2 skal benyttes i forbindelse med oppgave 3a), og vedlegges besvarelsen.

Vår 2004 Ordinær eksamen

NTNU Fakultet for teknologi

75045 Dynamiske systemer 3. juni 1997 Løsningsforslag

Kapittel 6 Stabilitetsanalyse Oppgave 6.1 Stabilitetsegenskap for transferfunksjoner

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og Flexing. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

Finn Haugen. Oppgaver i reguleringsteknikk 1. Nevn 5 variable som du vet eller antar kan være gjenstand for regulering i industrianlegg.

S1 kapittel 6 Derivasjon Løsninger til oppgavene i boka

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 10 1 LØSNING ØVING 10

Eksamen våren 2018 Løsninger

Løsningsforslag til eksamen i TELE 2008A Styresystemer og reguleringsteknikk 26/ s.1 av 16

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl

MAT 1110: Løsningsforslag til obligatorisk oppgave 2, V-06

MA1410: Analyse - Notat om differensiallikninger

Kinematikk i to og tre dimensjoner

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og flexing. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5(innkl. forside og 2 sider formelark)

Institutt for elektroteknikk og databehandling

EMAR2101 Reguleringssystemer 1: Øving 3

LABORATORIEØVELSE C FYS LINEÆR KRETSELEKTRONIKK 1. TILBAKEKOBLING AV 2-ORDENS SYSTEM 2. KONTURANALYSE OG NYQUISTDIAGRAMMER

EKSAMEN. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Fysikk 2 Torsdag 2. desember 2004

EKSAMENSOPPGAVE. Høgskolen i Telemark. EMNE: EK3112 Automatiseringsteknikk for elkraft. EMNEANSVARLIG: Finn Haugen (tlf ).

LØSNINGSFORSLAG TIL SIGNALBEHANDLING 1 JUNI 2010

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og Flexing. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og 2 sider formelark)

1 Tidsdiskret PID-regulering

ALTERNATIV GRUNNBOK BOKMÅL

Løsningsforslag Kollokvium 6

S1 kapittel 4 Logaritmer Løsninger til oppgavene i boka

Eksamen R2, Va ren 2014, løsning

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og Flexing. HansPetterHornæsogLarsNilsBakken. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 4 sider formelark)

1 dx cos 1 x =, 1 x 2 sammen med kjerneregelen for derivasjon. For å forenkle utregningen lar vi u = Vi regner først ut den deriverte til u,

(jω) [db] PID. 1/T i PI - 90

1 k 2 + 1, k= 5. i=1. i = k + 6 eller k = i 6. m+6. (i 6) i=1

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Løsningsforslag til obligatorisk oppgave i ECON 2130

TTK4180 Stokastiske og adaptive systemer. Datamaskinøving 2 - Parameterestimering

Eksamensoppgave i TALM1004 Matematikk 2

Temahefte nr. 1. Hvordan du regner med hele tall

a 2πf(x) 1 + (f (x)) 2 dx.

Eksamen høsten 2015 Løsninger

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN. begrunn = grunngi beregn = rekn ut

UNIVERSITETET I OSLO

Sammendrag kapittel 1 - Aritmetikk og algebra

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 10 1 ØVING 10

BASISÅR I IDRETTSVITENSKAP 2012/2013. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IDR 130- Funksjonell anatomi. Onsdag 28. august 2013 kl

Ny/Utsatt eksamen i Elektronikk 2. August Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Numerisk derivasjon og integrasjon utledning av feilestimater

TFY4104 Fysikk Eksamen 17. august V=V = 3 r=r ) V = 3V r=r ' 0:15 cm 3. = m=v 5 = 7:86 g=cm 3

Transkript:

Høgskolen i Agder Løsningforslg til eksmen i emnet MAS107 Reguleringsteknikk holdt torsdg 31. mi 2007 Vrighet: 4 timer. Hjelpemidler: Ingen (heller ikke klkultor). Løsningsforslget er utrbeidet v lærer Finn Hugen (finn@techtech.no). 1. (10% vekt) Se figur 1. Figur 1: 2. (10%) Foroverkoplingsleddet finnes ved å løse prosessmodellen mht. pådrget u og sette y r for y: u f = ẏ r by r dv (1) c Fr den oppgitte målelikningen fås v = v m (2) K m som settes inn for v i(1): u f = ẏ r by r d vm K m (3) c 1

3. (10%) Ut fr opplysningene i oppgven er prosessens trnsferfunksjon H p (s) = K Ts+1 e τs (4) der K =2, T =5og τ =3. Videre er det oppgitt t k 1 =1, 44 og T C = τ =3. Ihht. Skogestds tbell fås d og K p = T K (τ + T C ) = 5 2(3+3) = 5 12 T i =min[t,k 1 (τ + T C )] = min [5, 1, 44 (3 + 3)] = 5s (6) (5) 4. (10%) Figur 2 viser strukturen v et kskdereguleringssystem. Målefunksjon og enhetsomregning Primærsløyfe Sekundærsløyfe y m M 2 Måleelementer M 1 y Forstyrrelse Primærregultoregultor Sekundær- v Prosess y r y mr e u 1 u y 2 M r R 1 R 2 P 2 P 1 Sekundærutgng Primærutgng Figur 2: Hensikten med kskderegulering er vnligvis å få en bedre (krftigere, hurtigere) kompensering for prosessforstyrrelser. Prosedyren for innstilling v regultorene: Først stiller sekundærregultoren inn, med primærregultoren i mnuell moduls. Deretter stiller priærregultoren inn, med sekundærregultoren i utomtisk modus. (En går ltså innenfr og utover.) Et konkret eksempel på kskderegulering: Figur 3 viser et instrumenteringsskjem for et temperturreguleringssystem for en vrmeveksler bsert på kskderegulering. Trykkreguleringssløyfen vil kompensere for trykkvrisjoner i dmptilførselen. Dette vil medføre t effekttilførselen blir jevnere, dvs. mindre påvirket v trykkvrisjonene, og dette vil igjen medføre t temperturen får et jevnere forløp. 2

Figur 3: 5. (10%) Innfører x 1 = y, x 2 = ẏ = ẋ 1. Den opprinnelige differensillikningsmodellen kn d skrives som følgende differensillikning som kun inneholder 1. ordens deriverte: I tillegg hr vi Vi får d følgende tilstndsrommodell: mẋ 2 = Kx 1 + Dx 2 + u (7) ẋ 1 = x 2 (8) ẋ 1 = x 2 (9) ẋ 2 = K m x 1 + D m x 2 + 1 m u (10) y = x 1 (11) som skrevet på mtrise-vektorform blir ẋ1 0 1 = K D ẋ 2 m {z m } A x1 x 2 0 + 1 u (12) m {z } B 3

y = 1 0 x1 {z } x 2 D 6. (10%) Lplcetrnsformsjon v + [0] u (13) {z} E mÿ = Ky + Dẏ + u (14) gir ms 2 y(s) =Ky(s)+Dsy(s)+u(s) (15) som gir trnsferfunksjonen H(s) = y(s) u(s) = 1 ms 2 (16) Ds K 7. (10%) Prosessen bringes til eller nær det nominelle rbeidspunktet ved å justere det nominelle pådrget mens regultoren står i mnuell modus. T i settes lik eller så stor som mulig eller kjempestor. T d settes lik 0. K p settes lik null. Regultoren settes i utomtisk modus. K p økes inntil det oppstår stående svingninger i reguleringssløyfen. Denne K p -verdien betegnes K pk.detkn være nødvendig å eksitere reguleringssystemet med et lite sprng i settpunktet for å få tilstrekkelig tydelige (observerbre) responser. Periodetiden T k på svingningene i prosessmålingen (evt. i pådrget) leses v. PID-prmetrene beregnes ut fr de oppgitte formlene: K p =0, 6K pk, T i = T k /2, T d = T k /8. 8. (10%) Figur 4 viser teknisk flytskjem. Regultoren skl h direktevirkning fordi prosessen hr negtiv forsterkning (økning v pådrget gir reduksjon v målingen). 9. (10%) Se figur 5. Rimelige verdiområder for forsterkningsmrginen er 6 12dB og for fsemrginen 30 60 grder. 10. (10%) Frekvensresponsen er H(jω) = = jω + = (17) + jω =Re+jIm (18) 2 + ω 2 e j rctn(ω/) 4

Måling, y m LT LC Pådrg, u Figur 4: Amplitudeforsterkningsfunksjonen blir d H(jω) = 2 + ω 2 (19) som settes lik 1/ 2 for ω = ω b : q = 1 (20) 2 + ω 2 2 b som løst mhp. ω b gir ω b = (21) 5

H 0 db 0 db Båndbredde 0,1Hz (kryssfrekvensen) Hz Forsterkningsmrgin 6 db rg H 0 Grder -180 Fsemrgin 45 grder Figur 5: 6