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 8.10.2018
2. osakoe ma 17.12.2018
Osakokeista ei järjestetä uusintoja.
Kurssin uusintatenttien ajankohdat:
1. uusinta ti 12.2.2019
2. uusinta ti 19.3.2019
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 %
Uusintatentillä uusitaan kurssin osakokeet. Uusintasuorituksen lisäksi arvioinnissa otetaan huomioon kurssin aikana tehdyt etätehtävät ja laskuharjoitukset.
Poikkeuksista em. sääntöihin tulee sopia kirjallisesti opettajan kanssa opintojakson alussa.

Arviointiasteikko

0-5

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

32 tuntia lähiopetusta ja 48 tuntia itsenäistä työskentelyä.

Sisällön jaksotus

Kirjan lukujen mukaan seuraavasti:
luku 7: Takaisinkytkentään perustuvat säätimet, 6h
(lukuja 8 ja 9 ei käsitellä tällä kurssilla)
luku 10: Säätöjärjestelmän dynaaminen käyttäytyminen ja stabiilisuus, 6h
luku 11: PID-säätimen suunnittelu ja viritys, 6h
luku 12: Säätöstrategiat, 1h
luku 13: Säätöjärjestelmän suunnittelu taajuusvasteanalyysin avulla, 6h
luku 14: Myötäkytketty säätö ja suhdesäätö 2h
Opintojakson esittely sekä kokeet, 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 suoritus- ja läsnäolovaatimuksia.

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. Opiskelija on tehnyt joitakin annetuista laskuharjoituksista sekä suorittanut ja raportoinut osan Matlab-etätehtävistä. Opiskelija on läsnä 50 % oppitunneista.

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

Opiskelija osaa edellisen kohdan lisäksi tutkia säätöpiirin käyttäytymistä muutostilanteissa mallin avulla sekä virittää säätimen. Opiskelija on tehnyt laskuharjoituksia sekä suorittanut ja raportoinut Matlab-etätehtävät tyydyttävästi. Opiskelija on läsnä pääosalla oppitunneista sekä osoittaa mielenkiintoa aihetta kohtaan.

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

Opiskelija osaa edellisten kohtien lisäksi analysoida säädön hyvyyttä ja soveltaa taajuusvasteanalyysiä. Opiskelija on tehnyt pääosan laskuharjoituksista sekä suorittanut ja raportoinut Matlab-etätehtävät hyvin. Opiskelija on läsnä oppitunneilla sekä osoittaa aktiivisesti mielenkiintoa aihetta kohtaan.