Kurset sigter mod at skabe analytiske redskaber og metoder til
design af lineære styringssystemer til MIMO (Multi-input
multi-ouptut) fysiske systemer, baseret på staten rummet rammer.
Kurset præsenterer også, hvordan de teoretiske metoder omsætte til
computerstøttet teknikker til praktisk design og implementering af
kontrolsystemerne.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Identificer tilstandsvariable i en enkelt/multivariabelt
dynamiske system og formulere den tilsvarende ikke-lineær
tilstandsmodeller
Beregne lineære tilstandsmodeller fra ikke-lineære modeller og
relatere deres adfærd tæt på/langt væk fra det linearisering
punktet
Vurdere systemets statiske og dynamiske egenskaber og diskutere
deres virkninger på adfærd af systemets tilstandsvariable og
udgange
Design fuld state feedback regulatorer uden/med integral
virkning og sammenligne de respektive lukket-sløjfe overførings
funktioner i forhold til design specifikationer
Design fuld/reduceret ordens tilstands estimatorer og vurder
deres estimations fejl
Syntetisere output feedback regulatorer og evaluere deres
ydeevne i forhold til fuld tilstand feedback- regulatorer
Forklare simple stokastiske processer og beregne effekten af
støj udbredelse gennem et dynamisk system
Design lineære kvadratiske optimal feedback regulatorer og
tilstands estimatorer ( Kalman filter) og vurdere fordele/ulemper
ved optimale løsninger med hensyn til ikke- optimale dem
Syntetisere optimale output feedback regulatorer og evaluere
deres ydeevne i forhold til ikke-optimale output feedback
regulatorer
Analysere lukket sløjfe systemets ydeevne og konkludere om
niveauet for overholdelse af specifikationer
Bruge Matlab/Simulink som CAD-værktøj til analyse, design og
simulering af dynamiske systemer
Skrive teknisk-videnskabelige rapporter
Kursusindhold:
Multivariable (MIMO) kontinuerte og diskrete systemer og deres
beskrivende ligninger. Tilstandsbeskrivelse. Linearisering.
Laplace- og z-transformation anvendt på MIMO systemer. Sammenhæng
mellem tilstands- og overføringsfunktionsbeskrivelser.
Tilstandstransformationer og standardformer. Poler, nulpunkter og
egenværdier, minimal repræsentation, diskussion af fælles poler og
nulpunkter. Styrbarhed, Observerbarhed, Gram-matricer, Stabilitet.
Tilstandstilbagekobling og polplacering. Integralregulering.
Optimalregulering ved minimering af kvadratisk index i kontinuert
og diskret tid (LQR). Kontinuerte og diskrete observere.
Introduktion til stokastiske processer for kalmanfiltre og LQG
dimensionering.
Litteraturhenvisninger:
E. Hendricks, O. Jannerup and P. H. Sørensen: Linear Systems
Control (Springer, ISBN 978-3-540-78485-2)
Bemærkninger:
Kurset er relevant som tilvalgskursus for diplomstuderende.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver
den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som
kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed,
klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
