4 ECTS credits
110 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4001078ENR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend master niveau.
Mathematische modellering: toestandsvariabelen en vergelijkingen, voorbeelden.
Input-outputmodellen: vrijheidsgraden, input-outputbeschrijving.
Transfertfunctie en input-outputmodellen: transferfunctie, polen en nullen, dynamische responsie.
Dynamica van eerste ordesystemen.
Dynamica van tweede ordesystemen.
Dynamica van hogere ordesystemen: multicapaciteiten, dode tijd, inverse responsie, benaderde modellen.
Feedback-regeling: concept, dynamisch gedrag van feedback-systemen: blokdiagramma's en gesloten lusresponsie, proportionaalregeling, integraalregeling, differentiaalregeling, PID-regeling.
Stabiliteit van feedback-systemen: karakteristieke vergelijking, Root- locusanalyse.
Frequentieresponsie van lineaire processen: afleiden van freqentieresponsie, bodediagrammen, Nyquistdiagrammen.
Ontwerp van feedback-regelingen met frequentieresponsie: bodestabiliteitscriterium, versterking-en fasemarge, Ziegler-Nichols.
Regeling van dode tijd en inverse responsie.
Meervoudige regeling: cascaderegeling, selectieve regeling, split-rangeregeling.
Feed-forward en verhoudingsregeling: statische feed-forward, massabalans en energiebalansregeling, dynamische feed-forward, feed-forward-feedbackregeling, verhoudingsregeling.
Adaptief en interferentieel regelen: uitvoeringsvormen en voorbeelden.
MIMO-regelingen. Voorbeelden van MIMO-systemen. Selectie van regelkringen.
Ontwerp van regelsystemen van volledige proceseenheden.
Ontwerp van een PID regelaar met behulp van mathematische software.
Overzicht van meetapparatuur voor druk, temperatuur, debiet, ...
Bespreking van practische PID regelaar
Typevragen theorie
1 Bespreek de beschrijving van hogere orde systemen als eerste orde en dode tijd
2 Hoe bepaalt men stabiliteit van een systeem met een Root Locus diagramma; hoe hangt de dynamica samen met de wortels
3 Hoe bepaalt men stabiliteit met een Bode diagramma; verklaar het Bode criterium
4 Wat is de rol van P, I en D in een PID (toon aan met voorbeelden)
5 Hoe stel je een regelaar in met Bode
6 Bespreek de Ziegler Nichols instelling van een regelaar; verklaar waarom de formules zo zijn (benadering voldoende)
7 Bespreek de Cohen Coon instelling van een regelaar; verklaar waarom de formules zo zijn (benadering voldoende)
8 Hoe voert men een dode tijd compensatie uit
9 Bespreek cascaderegeling
10 Bespreek statische en dynamische feedforward
11 Wat is adaptief en inferentieel regelen
Process Control, 2nd Ed. Thomas E. Martin, Mc Graw Hill, 2000.
ISBN: 9780070393622
Dit opleidingsonderdeel behoort tot het profiel ‘Procestechnologie’ van de Master in ingenieurswetenschappen: chemie en materialen, met volgende leerdoelen:
Technieken aanleren voor de analyse van de dynamica van chemische en biochemische processen en hoe deze benaderd kunnen worden voor regeling met klassieke en geavanceerde regelaars .
Verband kunnen leggen met chemische en/of biochemische technologie (reactoren, destillatiekolommen, warmtewisselaars, ...)
Praktisch gebruik van vroeger aangeleerde wiskundige technieken.
regelingsproblemen, in het bijzonder voor reactoren en kolomprocessen.
Volgende eindcompetenties worden nagestreeft:
In staat zijn principes van systeemdynamica en regeling uit te leggen en toe te passen op processystemen. Uitwerken van numerieke en theoretische voorbeelden.
De nadruk ligt op het verwerven van kennis inzake chemische procesregeling. Hiernaast wordt ook verwacht dat de student inzicht krijgt in de structuur van reële regelingsproblemen, in het bijzonder voor reactoren en kolomprocessen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 60% van het eindcijfer
WPO Praktijkopdracht bepaalt 40% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie WPO Praktijkopdracht dient men volgende opdrachten af te werken:
Mondeling met schriftelijk open boek voorbereiding: 2 theorievragen, 1 oefening (60%)
Practica: permanente evaluatie (papier oefeningen 20%, computerproject 20%)
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: voedingsbiotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: chemische biotechnologie
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: biochemische biotechnologie