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.

Aika ja paikka

1.9.- 3.12.2020, TAMK, Kuntokatu 3, Tampere

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Lopputentti ke 25.11.2020 klo 9:15 tilassa B5-20

Kurssin uusintatenttien ajankohdat (päivitetty 7.12.2020):
1. uusinta ke 16.12.2020
2. uusinta tammikuussa 2021
Uusintatentit kattavat koko opintojakson sisällön.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu loppukokeessa, etätehtävissä ja laskuharjoitustehtävissä esitettyihin näyttöihin seuraavin painotuksin:
- Loppukoe 30 p. (minimi 5 p.)
- Etätehtävät, 3 kpl, yhteensä 12 p.
- Laskuharjoitustehtävät yhteensä 8 p.
Laskuharjoitusten ratkaisut käydään läpi oppitunneilla. Tällöin tehtävien pitää olla ratkaistuna ja pyydettäessä on selostettava ratkaisun perusteet. Tämän jälkeen esitettyjä ratkaisuja ei oteta huomioon.

Arvosanat ja pisterajat: 1 = 20 p; 2 = 26 p; 3 = 32 p; 4 = 38 p; 5 = 44 p;

Uusintatentillä uusitaan kurssin loppukoe. 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 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, 7h
(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
Opintojakson esittely sekä kokeet, 4h

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.

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 osallistuu oppitunneille 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 osallistuu oppitunneille sekä osoittaa aktiivisesti mielenkiintoa aihetta kohtaan.