Automaatio, 5 op

Sisältö

Rakennekaavio ja lohkokaavio

Ohjaustavat ja säätökytkennät

• etukompensointi
  
• open-loop-ohjaus
  
• negatiivisesti takaisinkytketty säätö
  
• häiriön kompensointi myötäkytkennällä
  
• säätöpiirin osajärjestelmät ja niiden roolit
  

Säätöjärjestelmän perusvaatimukset ja tehtävät

• stabiiliusvaatimus
• regulointitehtävä
• servotehtävä

Alkeislohkokaavio, alkeismallit ja matemaattiset perusoperaatiot

• vahvistus
• summa
• erotus
• viive
• integrointi
• derivointi

Matemaattinen mallinnus

• mallien käyttötarkoitus
• mallien simulointi
• kausaalisuus
• staattinen malli
• dynaaminen malli
• integraattorimallit
• LTI (Linear Time Invariant) -mallit
• epälineaariset mallit

Linearisointi

• epälineaarisen funktion approksimointi 1. asteen Taylorin polynomilla
  
• epälineaarisen dynaamisen systeemin linearisointi Taylorin menetelmällä

Laplace-muunnos

• Laplace-muunnoksen määritelmä
  
• yksinkertaisten funktioiden Laplace-muunnosten johto L-muunnoksen määritelmästä
  
• Laplace-muunnoksen suppenemisabskissa

LTI-systeemin perusominaisuudet

• stabiilius
• stabiiliuden tutkimustapoja
• BIBO (Bounded Input Bounded Output) -stabiilius
• I/O (Input-Output) -stabiilius
• sisäinen stabiilius
• luonnollinen vaste
• pakkovaste
• stabiilius testivasteista
• Routh-testi
• epästabiilius
• marginaalinen stabiilius
  

Siirtofunktio

• siirtofunktiomallinnus
• siirtofunktiomallien yhdistäminen
• • sarjaankytkentä, rinnankytkentä, negatiivinen takaisinkytkentä, positiivinen takaisinkytkentä

• DC-vahvistus
• viive
• navat
• nollat
  

Tilaesitys

• tilan käsite ja tilaesitysmallin muodostaminen differentiaaliyhtälöstä
• tilaesityksen monikäsitteisyys
• siirtofunktiosta tilamalli
• tilamallista siirtofunktio

Taajuusvaste

• siirtofunktiosta taajuusvasteeseen
• taajuusvaste sinivasteena
• kytkentätransientti
• stationaarivaste
• amplitudivaste
• • amplitudivahvistus
• vaihevaste
• • vaihesiirto
• Nyquist-diagrammi
• Bode-diagrammi

Taajuusvasteanalyysi

• avoimen järjestelmän käsite
  
• suhteellisen stabiiliuden tunnusluvut
  
• • vahvistusvara
  • vaihevara
  • viivevara
  • stabiiliusvara

• kriittinen stabiilius
• Hinf-normi

Herkkyys

• dynaamisen systeemin herkkyys
• dynamiikan pysyvyys

1. kertaluokan systeemi

• aikavakio
• viive
• DC-vahvistus
• askelvasteen ominaispiirteet

2. kertaluokan nollaton systeemi

• vaimennussuhde
• luonnollinen kulmataajuus
  
• askelvasteen ominaispiirteet ja tunnusluvut
• kaistanleveys
• systeemin parametrien ja tunnuslukujen väliset yhteydet
• suunnittelukäyrästöt