Alle opleidingen > Computergestuurde regeltechniek

Computergestuurde regeltechniek (B-KUL-H03E8A)

6 studiepuntenNederlandsTweede semesterUitgesloten voor examencontract
De Moor Bart
POC Wiskundige ingenieurstechnieken

Doelstellingen

Deze cursus geeft een overzicht van de belangrijkste hedendaagse regeltechnieken. Na een diepgaande inleiding over de klassieke methoden, besteedt dit vak uitgebreid aandacht aan het regelen van systemen die worden beschreven aan de hand van toestandsruimtemodellen. De studenten bestuderen de principes van modelgebaseerde voorspellende controle (MPC), alsook technieken voor toestandsschatting. De voor- en nadelen van de verschillende methoden worden nadrukkelijk behandeld, met als doel de student een beeld te geven welke techniek het meest aangewezen is voor elk probleem. Na het succesvol volgen van dit vak, zal de student in staat zijn om complexe controleproblemen aan te pakken met behulp van toestandsruimtetechnieken en modelgebaseerde voorspellende controle.

Begintermen

Vaardigheden: de student moet kunnen analyseren, synthetiseren en interpreteren.
Kennis: lineaire algebra, systeem- en controletheorie

Volgtijdelijkheidsvoorwaarden


Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
H06J1A : Geavanceerde procesregeling in de (bio)chemische industrie

Identieke opleidingsonderdelen

Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
H0M82A : Methods and Algorithms for Advanced Process Control

Plaats in het onderwijsaanbod

Onderwijsleeractiviteiten

6 sp. Computergestuurde regeltechniek: opdracht (B-KUL-H03E8a)

6 studiepuntenNederlandsWerkvorm: OpdrachtTweede semester
De Moor Bart
POC Wiskundige ingenieurstechnieken

Inhoud

1.      Inleiding
1.1.   Kort overzicht van de klassieke regeltechnieken
1.2.   Klassieke versus moderne regeltechnieken
1.3.   Voorbeelden van regeltechniek
1.4.   Systemen en modellen: taxonomie
1.5.   Systeemmodellering

2.      Toestandsruimtevoorstelling
2.1.   Inleiding
2.2.   Overdrachtsfunctiematrix en impulsresponsie
2.3.   Linearisatie van niet-lineaire systemen
2.4.   Discretisatie van continue-tijdssystemen
2.5.   Geometrische eigenschappen van lineaire toestandsruimtemodellen
2.6.   Gelijkheidstransformaties
2.7.   Controleerbaarheid
2.8.   Observeerbaarheid
2.9.   De Popov-Belevitch-Hautus (PBH) testen
2.10  Stabiliteit, stabiliseerbaarheid en detecteerbaarheid
2.11  Kalmanontbinding en minimale realisatie
2.12  Ingangs- en uitgangseigenschappen van toestandsruimtemodellen

3.     Toestandsterugkoppelingsregelaars
3.1.   Inleiding
3.2.   Poolplaatsmethode
3.3.   Lineairkwadratische regelaars (LQR)

4.      Referen
4.1.   Inleiding
4.2.   Referentie-ingang – volledige toestandsterugkoppeling
4.3.   Integrale controle en robuuste volgtechnieken

5.      Toestandsschatters
5.1.   Open-lus versus gesloten-lus toestandsschatters
5.2.   Ontwerp van toestandsschatters met behulp van de poolplaatsmethode
5.3.   Optimale toestandsschatter – Kalmanfilter

6.      Compensatorontwerp
6.1.   Veralgemeningen
6.2.   Scheidingsprincipe – poolplaatsmethode
6.3.   Lineairkwadratische Gaussische regelaars (LQG)
6.4.   Stochastische scheidingsprincipe

7.      Modelgebaseerde voorspellende controle (MPC)
7.1.   Inleiding
7.2.   Terugwijkendehorizonprincipe
7.3.   Verschillende MPC-formuleringen
7.4.   Uiteindelijke kost

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

De digitale versie van de cursustekst (slides) is beschikbaar in Toledo.

Toelichting werkvorm

Twee hoorcolleges (van telkens twee uur) per week.

Evaluatieactiviteiten

Evaluatie: Computergestuurde regeltechniek (B-KUL-H23E8a)

Type : Examen tijdens de examenperiode
Evaluatievorm : Mondeling

Toelichting


De evaluatie van dit vak bestaat uit de beoordeling van twee projecten die de student moet maken. In het eerste project, ontwerpt en implementeert de student een regelaar in een simulatieomgeving. In het tweede project, ontwikkelt de student een real-time controlestrategie voor een mechanische opstelling in het labo. De student is vereist twee geschreven verslagen in te dienen en zijn/haar ontwerpkeuzes en resultaten in een openboek examen te verdedigen. De student zal tijdens het examen ook een aantal theoretische vragen over het vak moeten beantwoorden. De twee verslagen in de tweede examenperiode zijn analoog aan de verslagen in de eerste examenperiode, net als de evaluatiecriteria.