FYSS6311 Fundamentals of Control Engineering (5 cr)

Open the course unit brochure on Sisu
Study level:
Advanced studies
Grading scale:
0-5
Language:
Finnish
Responsible organisation:
Department of Physics
Curriculum periods:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023, 2023-2024

Description

  • Peruskäsitteistön esittely ja esimerkkejä säätöteknisistä järjestelmistä

  • Laplace-muunnoksen teoria, siirtofunktion teoria ja lohkokaavioesitys

  • dynaamiset järjestelmien matemaattisen mallintamisen periaatteet

  • taajuusanalyysin periaatteet, säätöjärjestelmän aika-analyysin periaatteet, järjestelmien stabiilisuustarkastelun periaatteet

  • perussäätimien määrittely ja periaatteet, järjestelmien kompensoinnin ja suunnittelun periaatteet, modernin säätötekniikan teorian ja peruskäsitteistön esittely

  • Säätötekniikkaan liittyvät matemaattiset työkalut kerrataan kurssin aikana, kurssi ei ole matemaattisesti vaikea. Säätötekniikkaan liittyy paljon käsitteitä, jotka voivat sekoittua mielessä. 

Learning outcomes

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • esittää ja selittää säätötekniikan peruskäsitteiden kuvaukset ja määritelmät sekä kuvata Laplace-muunnoksen ja -käänteismuunnoksen määritelmät.

  • ratkaista yksinkertaisia yhden muuttujan säätöteknisiä tehtäviä ja ratkaista differentiaaliyhtälöitä Laplace-muunnoksen avulla sekä muodostaa siirtofunktion yhden muuttujan järjestelmille, joita kuvataan lineaarisilla vakiokertoimisilla differentiaaliyhtälöillä.

  • käyttää lohkokaavioesitystä ja lohkokaaviomuunnoksia järjestelmän siirtofunktion määrittämisessä, esittää taajuusfunktion ja siirtofunktion eron sekä hyödyntää graafisia menetelmiä (napa-nolla-kuvio, Nyquistin diagrammi ja Boden kuvaaja) järjestelmän taajuusanalyysissä

  • tarkastella järjestelmän stabiilisuutta ja määrittää yksinkertaisissa tapauksissa ne säätöparametrin rajat, joiden puitteissa järjestelmä on stabiili, sekä listata perussäätimet ja esittää niiden määritelmät Laplace-tasossa.

  • esittää kompensaattoreiden määritelmät ja kuvata miksi niiden avulla voidaan stabiloida järjestelmän toimintaa, esittää modernin säätötekniikan tilaesityksen määritelmän ja peruskäsitteet

  • ratkaista yksinkertaisia tehtäviä tilaesityksen avulla sekä käyttää Matlab-ohjelmaa yksinkertaisten säätöteknisten tehtävien ratkaisussa. 

Description of prerequisites

  • Fysiikan perusopinnot (FYSP1010-1050)
  • FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A
  • MATA181-182 Vektoricalculus1-2
  • MATP121-122 Lineaarinen algebra ja geometria 1-2
  • FYSS7116 Integraalimuunnokset
  • sekä suositeltava FYSS6301 Electronics, part A ja FYSS6302 Electronics, part B

Literature

  • Ogata, Modern Control Engineering (5th Ed.), ISBN-13: 978-8120340107; ISBN: 978-8120340107

Completion methods

Method 1

Evaluation criteria:
Tentti ja harjoitustehtävät (80 % tentti, 20 % harjoitustehtävät).
Time of teaching:
Period 4
Select all marked parts

Method 2

Description:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Evaluation criteria:
Kirjatentti
Select all marked parts
Parts of the completion methods
x

Teaching (5 cr)

Type:
Participation in teaching
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
Tentti ja harjoitustehtävät (80 % tentti, 20 % harjoitustehtävät).
Language:
Finnish
Study methods:

Luennot, harjoitustehtävät, laboratoriotyö, tentti. 

Teaching

x

Independent study (5 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
Kirjatentti
Language:
Finnish
Study methods:

Itsenäinen opiskelu, kirjatentti. 

Teaching