EMAR2101 Reguleringssystemer 1: Øving 3



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

EMAR2101 Reguleringssystemer 1: Løsning til øving 3

Løsningsforslag til sluttprøven i emne IA3112 Automatiseringsteknikk

48 Praktisk reguleringsteknikk

Foroverkopling. Kapittel Innledning

Høgskolen i Østfold Avdeling for informasjonsteknologi. Fag ITD Industriell IT. Laboppgave 2. Del 1. Temperatur-regulering

KYBERNETIKKLABORATORIET. FAG: Kybernetikk DATO: OPPG. NR.: R134 TEMPERATURREGULERING

Reguleringsstrukturer

Løsningsforslag til sluttprøven i emne EK3114 Automatisering og vannkraftregulering

KYBERNETIKKLABORATORIET. FAG: Dynamiske systemer DATO: OPPG.NR.: DS3 MOTOR GENERATOROPPGAVE I

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

Spørretime / Oppsummering

Reguleringsteknikken kan ha stor (ofte avgjørende) betydning for blant annet følgende forhold:

Løsning til sluttprøve i IA3112 Automatiseringsteknikk ved Høgskolen i Telemark

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

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

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Reguleringsteknikk. Finn Aakre Haugen. 16. juni 2014

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

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

Modellbasert regulering: Foroverkopling

Kandidaten må selv kontrollerer at oppgavesettet er fullstendig. Innføring skal være med blå eller sort penn

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Eksperimentell innstilling av PID-regulator

1 Tidsdiskret PID-regulering

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

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

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

Del 1. Skisse av reguleringsteknisk system

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

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

SLUTTPRØVE. Høgskolen i Telemark. EMNE: IA3112 Automatiseringsteknikk. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen (tlf ). TID: 5 timer

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

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Sammenlikningav simuleringsverktøyfor reguleringsteknikk

Contents. Oppgavesamling tilbakekobling og stabilitet. 01 Innledende oppgave om ABC tilbakekobling. 02 Innledende oppgave om Nyquist diagram

Kapittel 6 Stabilitetsanalyse Oppgave 6.1 Stabilitetsegenskap for transferfunksjoner

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

Artikkelserien Reguleringsteknikk

Slik skal du tune dine PID-regulatorer

EKSAMENSFORSIDE Skriftlig eksamen med tilsyn

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Vg1. Frank Fosbæk. Automatisering. Vg1 elektrofag

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Stabilitetsanalyse. Kapittel Innledning

SERVICEMANUAL INVERTER V Feilkoder alle modeller ASY9LSACW ASY12LSACW. Utvidet feilsøkingsrutiner. Inverter utedeler ASY9LSACW ASY12LSACW

So303e Kyb 2: Løsning til øving 11

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Reguleringsteknikken kan ha stor (ofte avgjørende) betydning for blant annet følgende forhold:

BLBd

Løsning til eksamen i IA3112 Automatiseringsteknikk

2 dagers dop samling, Ålesund 3 4 desember 2014.

EKSAMEN Styring av romfartøy Fagkode: STE 6122

Tilstandsestimering Oppgaver

SLUTTPRØVE. Høgskolen i Telemark. EMNE: EK3114 Automatisering og vannkraftregulering. EMNEANSVARLIG: Finn Aakre Haugen (tlf ).

1.2 Programvare for analyse og design av reguleringsystemer. Fagmiljøerpåweb

Finn Haugen. Reguleringsteknikk. 100 NOK techteach.no/shop. TechTeach. techteach.no

EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

Førebuing/ Forberedelse

Motor - generatoroppgave II

SIMULERINGSNOTAT. Prosjekt i emnet «Styresystemer og reguleringsteknikk» Gruppe 01. Laget av Torbjørn Morken Øyvind Eklo

Eksamen. Eksamensdato:19. mai Fagkode: AUT3001 Fag: Automatiseringssystemer. Programområde: Automatiseringsfaget.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Automatiserte anlegg

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN STE 6251 Styring av romfartøy

TTK 4140 Reguleringsteknikk m/elektriske kretser Dataøving 1

Høgskoleni østfold EKSAMEN. Emnekode: Emne: ITD30005 Industriell IT. Dato: Eksamenstid: kl til kl. 1300

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Observer HANS-PETTER HALVORSEN, Telemark University College Department of Electrical Engineering, Information Technology and Cybernetics

Eksamensoppgavehefte 2. MAT1012 Matematikk 2: Mer lineær algebra

Spjeldmotor EGM-100A. For wiretrekk. Nominell trekkraft. Ekstern styrestrømssikring Maks. vandring av trommel. Inngangsmotstand

HØGSKOLEN I STAVANGER

c;'1 høgskolen i oslo

B r u k e r m a n u a l

Emnekode: sa 318E. Pensumlitteratur ( se liste nedenfor), fysiske tabeller, skrivesaker og kalkulator

Varmepumper og skap for varmeanlegg

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

BM 5 regulator Brukerveiledning Versjon Z1.7

KONTINUASJONSEKSAMEN Tirsdag STE 6159 Styring av romfartøy Løsningsforslag

TDT4102 Prosedyre og Objektorientert programmering Vår 2014

B r u k e r m a n u a l

PL51 telefonforsterker

Avdeling for ingeniørutdanning

Systemidentifikasjon Oppgaver

Installasjon sirkulasjonspumpe TBPA GOLD/COMPACT

Formelliste til boken Reguleringsteknikk

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

94205N FLEXIT CI Brukerveiledning. Håndterminal

~Høgskolen i Oslo. Side l. Avdelingfor ingeniørutdanning

MONTERINGSANVISNING TERMLIFT

Tilstandsestimering Oppgaver

1.2 Programvare for analyse og design av reguleringsystemer Bruk av konstant pådragsverdi... 21

Oppgave 1 (30%) a) De to nettverkene gitt nedenfor skal forenkles. Betrakt hvert av nettverkene inn på klemmene:

Transkript:

Høgskolen i Buskerud Finn Haugen (finn.haugen@hibu.no) 6.10 2008 EMAR2101 Reguleringssystemer 1: Øving 3 Oppgave 1 I underkapittel 1.1 i læreboken er det listet opp syv forskjellige formål for reguleringsteknikken, nemlig produktkvalitet, temperaturregulering, driftsøkonomi, sikkerhet, miljøvern, komfort, teknisk gjennomførbarhet og automatisering. For hvert av dem: Nevn minst ett eksempel på en anvendelse (andre eksempler enn de som står i læreboken). Hvis du ikke kan finne eller komme på et eksisterende anvendelse, kan du bruke fantasien og foreslå en anvendelse! Oppgave 2 Figur 1.4 på side 14 i læreboken viser et nivåreguleringssystem fra antikken 1. Forklar reguleringssystemets virkemåte. Oppgave 3 Nedenfor er nevnt noen prosesser som blir regulert. Prosessutgangen, som skal reguleres, er angitt i parentes. Angi for hver prosess hva som er pådrag forstyrrelse (én eller flere av de viktigste) (jf. figur 2.1 side 20 i læreboken). Gjør selv nødvendige antakelser. 1. Robotarm drevet av en elektrisk motor (armens posisjon) 2. Dampoppvarmet varmeveksler (temperatur) 3. Fartøy med dynamisk posisjonering (fartøyets posisjon), se figur 1.2 side 11 i læreboken. 1 Noe for Elverhøy?? 1

Oppgave 4 Figur 1 viser et teknisk flytskjema for innløpskassen i en papirfabrikk. (Fra innløpskassen sprøytes papirmasse ut på den såkalte wiren, hvorpå den tørkes til papir.) PC Atm Trykkluft LC LT Innløpskasse Papirmasse Wire PT Figur 1: Innløpskasse Hvilken informasjon gir skjemaet deg mht. reguleringssystemer som er implementert? Oppgave 5 Figur 2 viser de delene som et hastighetsreguleringssystem for en elektrisk motor kan bestå av. (Det er motorens vinkelhastighet som skal reguleres.) Sy delene sammen slik at de utgjør et (tilbakekoplet) hastighetsreguleringssystem. Oppgave 6 Det er oppgitt at en regulator er innstilt med proporsjonalbånd lik 250%. Hva er verdien av regulatorens forsterkning K p? 2

Hastighet Spenning Tacho- Klemmespenning Motor meter Regulator Effektforsterker Avviksberegner Figur 2: Hastighetsreguleringssystemets deler Oppgave 7 Figur 3 viser et varmluftrør. En vifte med konstant hastighet blåser luft gjennom røret. Spjeldåpningen kan varieres manuelt. Luften varmes opp av et heteelement. Prosessens pådrag u er spenningssignalet som styrer effekten tilført heteelementet. Temperaturen måles med en termistor, som er en varmefølsom motstand. Som regulatoren kan man benytte den interne (analoge) regulatoren på selve prosessboksen eller man kan kople en ekstern regulator til bøssingene for pådrag og målesignal. Figur 4 viser responsen i temperaturen y etter et sprang i referansen og etter et sprang i spjeldåpningen, som vi kan betrakte som en forstyrrelsesendring. I dette eksperimentet er det ikke brukt regulering med tilbakekopling. I stedet består pådraget kun av pådragsbiasen u 0 som er manuelt innstilt slik at det initielt er tilnærmet null reguleringsavvik. u 0 holdes konstant. 1. Tegn et blokkdiagram av reguleringssystemet. 2. Forklar hvorfor det ikke er noen respons i y etter spranget i referansen i eksperimentet beskrevet ovenfor. Og hvorfor er det en respons etter spranget i spjeldåpningen? 3

Figur 3: Varmluftrør. (Process Trainer PT 326, Feedback Systems) 3. Anta at temperaturen reguleres med en P-regulator. Skisser den prinsipielle responsen i y etter sprang i referansen og i spjeldåpningen. (Hint: Det nominelle pådraget har ikke en korrekt verdi etter spranget i temperaturreferansen, og heller ikke etter spranget i spjeldåpningen/forstyrrelsen. Hva blir da det statiske reguleringsavviket?) 4. Som i deloppgave 3, men la nå regulatoren være en PID-regulator. 5. Figur 5 viser hva som skjedde med temperaturen etter at spjeldåpningen ble redusert. Regulatorparametrene (i PID-regulatoren) var faste. Gi en kort forklaring på responsens utseende. Oppgave 8 Figur 6 viser et temperaturreguleringssystem med to forskjellige plasseringer av temperaturmåleren. Anta at temperaturregulatoren er innstilt slik at reguleringssystemets stabilitet er tilfredsstillende når temperaturmåleren er plassert i posisjon 1. 4

Figur 4: Responsen i temperaturen y etter et sprang i referansen r og et sprang i spjeldåpningen. Prosessen styres med fast pådrag (uten tilbakekopling). 1. Hva vil skje med reguleringssystemets stabilitet hvis temperaturmåleren av en eller annen grunn blir flyttet og plassert i posisjon 2? 2. Anta at temperaturmåleren er plassert i posisjon 1. Hva vil skje med reguleringssystemets stabilitet hvis væskestrømmen avtar? 3. Hva vil skje med reguleringssystemets stabilitet hvis temperaturmåleren byttes ut med et annet som har større måleforsterkning (som er forholdet mellom målesignalet i volt (eller ampére eller prosent) og temperaturen i grader)? 4. Hva vil skje med stabiliteten hvis heteelementet byttes ut med et annet som leverer mer effekt pr. enhet av pådraget (som utgjør styresignalet for heteelementet)? Oppgave 9 Figur 7 viser et trykkreguleringssystem. Skal regulatoren ha revers- eller direktevirkning? 5

Figur 5: T inn [ o C] T [ o C] w w [kg/min] 1 2 TT TT Effektforsterker?? u TC Figur 6: 6

PT PC Figur 7: 7