Basics of Control Engineering (4 cr)

Objectives (course unit)

The students
- know the principles of dynamic behavior in a process
- are able to form dynamic models of simple systems
- know how do determine changing behaviour with a model
- are able to analyse the controllable features of a system
- are able to use a simulation program to study dynamic systems.

Content (course unit)

Differential equations and transfer function models. block diagrams. First and second order. Time delay.. Impulse, step, ramp and frequency responses. Examining stability. The use of computers in simulation the system.

Prerequisites (course unit)

Integral calculus or equivalent.

Exam schedules

1. osakoe to 22.2.2018
2. osakoe ke 25.4.2018
Osakokeista ei järjestetä uusintoja.
1. uusinta ti 29.5.2018
2. uusinta elokuussa 2018
Uusintatentit kattavat koko opintojakson sisällön.

Evaluation methods and criteria

Arviointi perustuu tietämiseen, tekemiseen ja olemiseen. Nämä todetaan osakokeiden, loppukokeen ja harjoitustehtävien avulla seuraavin painotuksin:
- 1. osakoe 18 p.
- 2. osakoe 24 p. (minimi 5 p.)
- Etätehtävät 2 kpl, yht. 6 p.
- Laskuharjoitustehtävät yht. 6 p.
Laskuharjoitusten ratkaisut käydään läpi oppitunneilla. Tällöin tehtävät pitää olla ratkaistuna ja pyydettäessä on selostettava ratkaisun perusteet. Tämän jälkeen esitettyjä ratkaisuja ei oteta huomioon.
- Jatkuva näyttö perustuu aktiiviseen läsnäoloon ja osaamiseen opetustilanteissa, max. 2 p.
Arvosanat ja pisterajat: 1 22 p., 2 28 p., 3 34 p., 4 40 p., 5 46 p.
Opintojakson hyväksytty suoritus edellyttää, että
- kokeiden, harjoitustehtävien ja jatkuvan näytön kokonaispistemäärä on vähintään 22 pistettä ja
- jälkimmäisen osakokeen pistemäärä on vähintään 5 pistettä ja
- oppitunneilla läsnäolo on vähintään 50 %.
Poikkeuksista em. sääntöihin on sovittava opettajan kanssa opintojakson alussa.

Assessment scale

0-5

Teaching methods

Lecture, excercises, practical assignments

Learning materials

Seborg - Edgar - Mellichamp - Doyle, Process Dynamics and Control, 3rd Edition, Wiley 2011. Chapters 1 - 6 and parts of 13.

Student workload

Lähiopetus 42 h, itsenäinen työskentely 66 h

Content scheduling

1. Johdanto säätötekniikkaan, 2 h
2. Prosessien teoreettisia malleja, 4 h
3. Siirtofunktiomalli, 6 h
4. Prosessien dynaaminen käyttäytyminen, 6 h
5. Dynaamisen vasteen ominaisuuksia, 5 h
6. Mallin kehittäminen prosessidatan perusteella, 5 h
13. Taajuusvaste, 4 h
Matlab-ohjelmiston perusteet, 4 h
Kokeet, 2 kpl, yht. 4 h
Kokeiden ja harjoitustehtävien palautus ja arviointi, 2 h
Kaksi Matlab-etätehtävää, jotka palautetaan tehtävissä määrättyinä ajankohtina.

Assessment criteria - fail (0) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

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.

Assessment criteria - satisfactory (1-2) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

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

Assessment criteria - good (3-4) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

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

Assessment criteria - excellent (5) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

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.