4 ECTS credits
110 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4011255ENR voor alle studenten in het 1e en 2e semester met een verdiepend master niveau.

Semester
1e en 2e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Onderwijstaal
Nederlands
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Elektriciteit
Onderwijsteam
Rik Pintelon (titularis)
Jan Swevers
Onderdelen en contacturen
24 contacturen Hoorcollege
24 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen
Inhoud
De cursus brengt basisconcepten en technieken aan voor de analyse en synthese van een aantal geavanceerde modelgebaseerde regelaars: o.a. robuuste regelaars (H-oneindig), regelaars op basis van interne modellen, en regelaars op basis van voorwaartse koppeling. De cursus beperkt zich tot de eenvoudigste klasse van systemen: lineaire systemen met een ingang en een uitgang, zodat de complexiteit van de wiskunde die aan de basis ligt van deze regelaars beperkt blijft. De klemtoon van deze cursus ligt bovendien niet op deze wiskunde, maar bij het aanleren van de vaardigheden om deze technieken toe te passen, de regelaars te implementeren en kritisch te evalueren. Daarom worden er ook een aantal (praktische) inzichten besproken die nuttig zijn bij het ontwerp van regelaars.



Collocated versus non-collocated control

- basisconcepten van structuurdynamica

- voordelen en beperkingen van gecolloceerde controle

- afwisselende polen en nulpunten dicht bij de imaginaire as

- SISO controle: heel robuust (wortellijnen)

- niet-gecolloceerde controle: nulpunt-pool wissel





Feedback controle theorie: stabiliteit, robuustheid, ontwerpdoelen

- 1-vrijheidsgraad (DOF) and 2-DOF regelaars

- stabiliteit in gesloten lus

- Robuustheid

- Ontwerp op basis van frequentie responsie functies : gevoeligheid- en complementaire gevoeiligheidsfuncties

- Loop shaping

- Performantielimieten



Internal Model control (IMC)

- Princiepe en structuur van een regelaar met intern model

- 1-DOF IMC

- Ontwerpprocedure 1-DOF IMC

- Toepassing van IMC ontwerp en verband met ontwerp van PID-regelaars

- 2-DOF IMC

- Toepassing van IMC: Smith predictor voor systemen met belangrijke dode-tijd



Volgcontrole

- Toevoegen van een referentie-input aan regelschema,

- Invloed hiervan op ontwerp van de toestandsschatter

- Basisprincipes van volgcontrole

- Ontwerp van voorwaartse koppeling in het geval van  niet-minimum faze systemen : Zero phase error tracking control



Onzekerheidsmodellen en robuustheid

- parametrische robuustheidsanalyse

- Basis perturbatiemodel

- "small gain" theorema

- Robuustheid van de stabiliteit voor systemen met terugkoppeling

- Robuustheidsanalyse op basis van gestructureerde singuliere waarden

- Combinatie van robuustheid van stabiliteit en performantie

- Ontwerp van regelaars op basis van H-oneindig : mixed sensitivity, keuze van gewichtsfuncties, gebruik van Matlab
Studiemateriaal
Digitaal cursusmateriaal (Vereist) : Transparanten die bij de hoorcolleges gebruikt worden. Bevatten voldoende details om als studiemateriaal gebruikt te worden
Bijkomende info

- Transparanten die bij de hoorcolleges gebruikt worden. Bevatten voldoende details om als studiemateriaal gebruikt te worden



Aanvullend studiemateriaal:

- Referentiemateriaal waarop transparanten gebaseerd zijn (teksten, papers)

- G.F. Franklin, J.D. Powell, and A. Emami-Naeini (2002). Feedback control of dynamic systems, Fourth Edition, Upper Saddle river: Addison-Wesley.

- S. Skogestad, and I. Postlethwaite (2003). Multi-variable feedback control : analysis and design:  Chichester: John Wiley and Sons.

Leerresultaten

Algemene competenties

DOELSTELLINGEN

Bijbrengen van praktische kennis in verband met geavanceerde regeling van dynamische systemen.



EINDTERMEN

Vaardigheden

- ontwerp van (robuuste) modelgebaseerde regelaars met nauwkeurig volggedrag

- computerondersteuning bij identificatie en ontwerp van regelaars, simulatie van systemen en regelaars (Matlab Simulink)

- implementatie van regelaars vanuit Simulink



Attitudes:

- belang van het doel (regelen) nastreven in elke stap van het ontwerp

- kritische interpretatie van experimentele en computerresultaten

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Mondelinge presentatie met een wegingsfactor 1 en aldus 100% van het totale eindcijfer.

    Toelichting: Presentatie van resultaat sluit het studiewerk af (transparanten kunnen dienen als verslag). Deze projectwerkjes starten bij het begin van het semester.

Aanvullende info mbt evaluatie

Projectwerk (in groepen van 2 a 3 studenten) waarbij de procedure voor het ontwerpen van een regelaar volledig wordt doorlopen: ontwerp en uitvoeren van identificatie-experimenten, ontwerp, implementatie, en validatie  van een regelaar (keuze van type regelaar is deel van de opgave).

Presentatie van resultaat sluit het studiewerk af (transparanten kunnen dienen als verslag). Deze projectwerkjes starten bij het begin van het semester.

Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de ingenieurswetenschappen: elektronica en informatietechnologie: Standaard traject
Master in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject