Säätömenetelmät (3 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Opiskelija osaa
- säädön toiminnan ja toteutuksen periaatteet erilaisissa prosesseissa
- muodostaa takaisinkytketyn säätöpiirin mallin
- tutkia säätöpiirin käyttäytymistä muutostilanteissa mallin avulla
- virittää säätimen
- analysoida säädön hyvyyttä
- soveltaa myötäkytkettyä säätöä sekä suhde- ja kaskadisäätöä.

Sisältö (Opintojakso)

PID-säädin. Takaisinkytketyn säätöpiirin käyttäytyminen ja stabiilius. PID-säädön suunnittelu- ja viritysmenetelmät. Myötäkytketty säätö. Suhde- ja kaskadisäätö.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Säätötekniikan perusteet -opintojakso.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

1. osakoe ma 31.10.2016
2. osakoe ma 12.12.2016
Osakokeista ei järjestetä uusintoja.
Kurssin uusintatenttien ajankohdat:
1. uusinta 1.2.2017
2. uusinta 5.4.2017
Uusintatentit kattavat koko opintojakson sisällön.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu osakokeissa, etätehtävissä ja laskuharjoitustehtävissä esitettyihin näyttöihin seuraavin painotuksin:
1. osakoe 18 p.
2. osakoe 24 p. (minimi 5 p.)
Etätehtävät, 2 kpl, yhteensä 6 p.
Laskuharjoitustehtävät yhteensä 6 p.
Laskuharjoitusten ratkaisut käydään läpi oppitunneilla. Tällöin tehtävien pitää olla ratkaistuna ja pyydettäessä on selostettava ratkaisun perusteet. Tämän jälkeen esitettyjä ratkaisuja ei oteta huomioon.
Jatkuva näyttö max. 1 p.
Jatkuva näyttö tarkoittaa opiskelijan esittämää erityistä osaamista ja aktiivisuutta.
Arvosanat ja pisterajat: 1 = 22 +p; 2 = 28 p; 3 = 34 p; 4 = 40 p; 5 = 46 p;
Opintojakson hyväksytty suoritus edellyttää, että:
- osakokeiden ja harjoitustehtävien kokonaispistemäärä on vähintään 22 pistettä JA
- jälkimmäisen osakokeen pistemäärä on vähintään 5 pistettä JA
- oppitunneilla läsnäolo on vähintään 50 %
Poikkeuksista em. sääntöihin tulee sopia kirjallisesti opettajan kanssa opintojakson alussa.

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Luennot, harjoitukset, harjoitustyöt

Oppimateriaalit

Seborg - Edgar - Mellichamp - Doyle: Process Dynamics and Control, 3rd Edition, Wiley 2011. Luvut 6-7 ja 10-14.
Oheismateriaalisuositukset:
- Verkkokurssit: Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot ja Analoginen säätö. http://autsys.tkk.fi/pub/control.tkk.fi/Kurssit/Verkkokurssit/
- Savolainen, Vaittinen: Säätötekniikan perusteita, Suomen Robotiikkayhdistys, 2007 tai uudempi painos.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

39 tuntia lähiopetusta ja 41 tuntia itsenäistä työskentelyä.

Sisällön jaksotus

Kirjan lukujen mukaan seuraavasti:
luku 6: Mallin kehittäminen prosessidatan perusteella, 4h
luku 7: Takaisinkytkentään perustuvat säätimet, 6h
(lukuja 8 ja 9 ei käsitellä tällä kurssilla)
luku 10: Säätöjärjestelmän dynaaminen käyttäytyminen ja stabiilisuus, 7h
luku 11: PID-säätimen suunnittelu ja viritys, 7h
luku 12: Säätöstrategiat, 1h
luku 13: Säätöjärjestelmän suunnittelu taajuusvasteanalyysin avulla, 6h
luku 14: Myötäkytketty säätö ja suhdesäätö 3h
Opintojakson esittely sekä kokeet, niiden palautus ja arviointi, 5h

Arviointikriteerit - hylätty (0) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelija ei osoita riittävän hyvää osaamista opintojakson ydinasioista ja/tai hän ei täytä kaikkia opintojaksolle asetettuja suoritusvaatimuksia.

Arviointikriteerit - tyydyttävä (1-2) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelija ymmärtää säädön toiminnan ja toteutuksen periaatteita erilaisissa prosesseissa sekä osaa muodostaa takaisinkytketyn säätöpiirin mallin.

Arviointikriteerit - hyvä (3-4) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelija osaa edellisen kohdan lisäksi tutkia säätöpiirin käyttäytymistä muutostilanteissa mallin avulla sekä virittää säätimen.

Arviointikriteerit - kiitettävä (5) (Ei käytössä, kts Opintojakson Arviointikriteerit ylempänä)

Opiskelija osaa edellisten kohtien lisäksi analysoida säädön hyvyyttä
ja soveltaa myötäkytkettyä säätöä sekä suhde- ja kaskadisäätöä.