34746 Robust og fejltolerant regulering

2024/2025

Kursusinformation
Robust and fault-tolerant control
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Autonomous Systems
Retningsspecifikt kursus (MSc), Electrical Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Electrical Engineering
F1 (man 8-12, tors 13-17)
Campus Lyngby
Oversigtsforelæsninger, gruppearbejde, øvelser med simulering og programmering.
13-uger
F1B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Skriftlig eksamen og rapporter bedømmes samlet.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
31320
31320
31310 , Kendskab til state-space beskrivelser af dynamiske systemer. Kendskab til observer-baseret feedback regulering.
Hans Henrik Niemann , Lyngby Campus, Bygning 326, Tlf. (+45) 4525 3559 , hahe@dtu.dk
Dimitrios Papageorgiou , Lyngby Campus, Bygning 326, Tlf. (+45) 4525 3572 , dimpa@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren
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
Overordnede kursusmål
Generelle mål:
- at lære grundbegreber indenfor robust regulering, fejl diagnose og fejl tolerant regulering
- at vise anvendelser
- at lære at anvende robust og fejl tolerant regulering
- at kunne vurdere fordele of ulemper ved anvendelse af robust regulering og fejl tolerant regulering
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Opstille en strukturel og analytisk model for et dynamisk system
  • Udlede residualgeneratorer udfra strukturelle og analytiske modeller
  • Analysere detekterbarhed, isolerbarhed og estimerbarhed for fejl i det dynamiske system
  • Dimensionere de dynamiske egenskaber for en residualgenerator således at man opnår ønskede egenskaber
  • Dimensionere og implementere algoritmer til hypotesetests, der afgør om der er fejl i det observerede system
  • Opstille modeller for usikkerhed i et dynamisk system
  • Opstille performance specifikationer for et reguleret system
  • Analysere egenskaber som sensitivitet og performance
  • Opstille reguleringsproblemer som et standardproblem
  • Dimensionere regulatorer under hensyntagen til modelusikkerhed
  • Udføre redesign af en regulator for et fejlbehæftet system
Kursusindhold
Kurset omhandler nye reguleringsmetoder og koncepter indenfor robust og optimal regulering, fejldiagnose samt fejltolerant regulering.

Robust og optimal regulering anvendes hvor man ønsker at anvende regulatorer som er ufølsom overfor variationer i reguleringsobjekterne, d.v.s. at variationerne vil påvirke systemets ydeevne i mindre grad. Fejldiagnose anvendes til at detektere og e.v.t. også at identificere fejl i dynamisk system. Dette kan være fejl som f.eks. et sensorudfald, en ventil ikke opføre sig optimalt etc. Fejldiagnose bruges bl.a. til overvågning af dynamiske systemer samt i forbindelse med fejltolerant regulering. Når der sker store ændringer evt. p.g.a. fejl i reguleringsobjektet kan det være nødvendig af foretage større ændringer i reguleringen af objektet for at undgå nedbrud af systemet. Dette gøres systematisk ved at anvende fejltolerant regulering, hvor reguleringssystemet omkonfigureres eller reguleringsobjektet nedlukkes på en forsvarlig måde.

Første del af kurset vil indeholde en introduktion til de øvrige hovedområder som kurset dækker.

I kurset gennemgås fejldiagnose, fejltolerant og robust regulering og der lægges vægt på at deltagerne får erfaring med selv at analysere og dimensionere med anvendelse af disse metoder. Deltagerne får lejlighed til at arbejde med dedikerede programmer til analyse, design og simulering af robuste og fejltolerante systemer.

I kurset vil der foruden nogle mindre opgaver og eksempler blive giver to større opgaver med tilknyttet testopstilling, som vil dække kursets emner.
Litteraturhenvisninger
M. Blanke, M. Kinnaert, J. Lunze and M. Staroswiecki: Diagnosis and fault-tolerant control, 3nd ed., Springer 2015.
samt
S. Skogestad og I. Postlethwaite, Multivariable feedback control - analysis and design, Wiley, 2nd ed.
Bemærkninger
E-learning anvendes i form af discussion board eller blog.
Sidst opdateret
02. maj, 2024