Säätötekniikan perusteet (4 op)

Osaamistavoitteet (Opintojakso)

Opiskelija osaa
- prosessien dynaamisen käyttäytymisen periaatteet
- muodostaa yksinkertaisten järjestelmien dynaamisia malleja
- määrittää mallin avulla järjestelmän käyttäytymisen muutostilanteessa
- analysoida järjestelmän säätöteknisiä ominaisuuksia
- käyttää simulointiohjelmaa dynaamisten järjestelmien tutkimiseen.

Sisältö (Opintojakso)

Differentiaaliyhtälö- ja siirtofunktiomallit. Lohkokaavioesitys. Ensimmäisen ja toisen kertaluvun järjestelmät. Viive. Järjestelmien impulssi-, askel-, penger- ja taajuusvasteet. Stabiiliuden tarkastelu. Tietokoneohjelman käyttö järjestelmän simuloinnissa.

Esitietovaatimukset (Opintojakso)

Integraalimuunnokset -opintojakso tai vastaavat tiedot.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Toukokuussa 2018, ajankohta sovitaan erikseen!

Uusintatentit kattavat koko opintojakson sisällön.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu osaamiseen, joka todetaan osakokeiden, loppukokeen ja harjoitustehtävien avulla seuraavin painotuksin:
- koe 30 p.
- etätehtävät, yht. 6 p.

Opintojakson hyväksytty suoritus edellyttää, että
- kokeen ja harjoitustehtävien kokonaispistemäärä on vähintään 40 % maksimista ja

Poikkeuksista em. sääntöihin on sovittava opettajan kanssa opintojakson alussa

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Luento, harjoitukset, harjoitustyöt

Oppimateriaalit

Seborg - Edgar - Mellichamp - Doyle, Process Dynamics and Control, 3rd Edition, Wiley 2011. Luvut 1 - 6 ja 13 osittain.
Oheismateriaalisuositukset:
- Verkkokurssit: Säätötekniikan matematiikka 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

Lähiopetus 33 h, itsenäinen työskentely 73 h

Sisällön jaksotus

1. Johdanto säätötekniikkaan, 3 h
2. Prosessien teoreettisia malleja, 6 h
3. Siirtofunktiomalli, 3 h
4. Prosessien dynaaminen käyttäytyminen, 3 h
5. Dynaamisen vasteen ominaisuuksia, 6 h
6. Mallin kehittäminen prosessidatan perusteella, 3 h
13. Taajuusvaste, 3 h
Matlab-ohjelmiston perusteet, 3 h
Kokeet, 1 kpl, 3 h

Toteutuksen yhteydessä toteutetaan useita Matlab-etätehtävia, jotka palautetaan tehtävissä määrättyinä ajankohtina.

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

Opiskelija ei osaa säätötekniikan peruskäsitteistöä. Opiskelija ei ymmärrä dynaamisten järjestelmien perusmalleja. Hän ei osaa laskea esim. tyypillisten perusmallien askelvasteita. Opiskelija ei osaa käyttää simulointiohjelmaa dynaamisten mallien tutkimiseen.

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

Opiskelija osaa säätötekniikan peruskäsitteistön. Hän tunnistaa yksinkertaisten järjestelmien differentiaaliyhtälö- ja siirtofunktiomallit sekä osaa laskea näiden mallien vasteita. Opiskelija osaa opastettuna käyttää simulointiohjelmistoa yksinkertaisten järjestelmien dynaamisten ominaisuuksien selvittämiseen.

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

Edellisten lisäksi opiskelija osaa johtaa yksikertaisten järjestelmien dynaamisia malleja. Hän osaa tutkia järjestelmien ominaisuuksia mallien avulla. Hän käyttää sujuvasti ja itsenäisesti simulointiohjelmaa dynaamisten mallien analysointiin.

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

Edellisten lisäksi opiskelija osaa muodostaa monimutkaisten järjestelmien malleja ja analysoida niiden avulla järjestelmien dynaamisia ominaisuuksia. Hän osaa itsenäisesti omaksua simulointiohjelman ominaisuuksia ja soveltaa niitä käytännön järjestelmien analysointiin.