ELEC-C1230 - Säätötekniikka, Luento-opetus, 10.1.2023-20.4.2023

Pääsy vierailijana
Huomaa! Kurssikuvaus vahvistetaan kahdeksi lukuvuodeksi kerrallaan ja esimerkiksi osaamistavoitteet, arviontimenetelmät ja keskeinen sisältö pysyvät pääsääntöisesti samana. Kullakin toteutuskerralla voidaan kuitenkin kurssiesitteen avulla tarkentaa ja muuttaa kurssin toteutustapaa, kuten kontaktiopetuksen järjestämistapaa, arviointimenetelmien painotusta tai materiaaleja.

OSAAMISTAVOITTEET

Opiskelija hallitsee jatkuva-aikaisen säätö- ja systeemiteorian alkeet. Hän ymmärtää dynaamisen järjestelmän perusperiaatteet ja analysointimenetelmät. Hän osaa analysoida yksinkertaisten järjestelmien dynaamista käyttäytymistä sekä osaa suunnitella erityyppisillä menetelmillä stabiloivan säätöratkaisun. Hän osaa simuloimalla tarkistaa suljetun systeemin käyttäytymisen. 

Laajuus: 5

Aikataulu: 10.01.2023 - 20.04.2023

Vastuuopettaja (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Vastuuopettaja (koskee tätä kurssikertaa): Kai Zenger, Ville Kyrki

Kurssin yhteystiedot (koskee tätä kurssikertaa):

Luennoitsija:  Kai Zenger (etunimi.sukunimi@aalto.fi)
Assistentit: Amin Modabberian, Aleksi Lankinen, Fernanda Jokinen, Alwar de Wit, Hilda Palva, Zhibin Yan

Pääassistentti Amin Modabberian (etunimi.sukunimi@aalto.fi)

Yhteyskanavat yleisesti : sähköposti ja kurssin MyCourses-sivujen keskustelukanava.  Luennot, laskuharjoitukset, laskutuvat.


Kurssin CEFR-taso (voimassa koko opetussuunnitelmakauden):

Opetuskieli ja suorituskielet (koskee tätä kurssikertaa):

Teaching language: Finnish. Languages of study attainment: Finnish

SISÄLTÖ, ARVIOINTI JA KUORMITTAVUUS

Sisältö

  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Säätö- ja systeemiteorian perusteet. Dynaamiset järjestelmät ja niiden käyttäytyminen. Siirtofunktiot ja taajuustason mallit. Tilamallit. PID-säädin. Säätäjien suunnittelu ja analyysi.   Dynaamisen takaisinkytketyn järjestelmän simulointi. Digitaalisäädön alkeet.  Harjoitustehtävissä käytetään Matlab/Control System Toolboxia sekä Simulinkiä. 

  • koskee tätä kurssikertaa

    Kurssin oleellinen sisältö, viittaukset (suuntaa-antavia): Dorf, Bishop, Modern Control Systems, 12th-14th ed.):

    •Dynaamiset ja staattiset mallit (2.1-2.3)
    •Laplace-muunnos (2.4)
    •Siirtofunktio, tilaesitys, mallien väliset yhteydet (2.5-2.6, 3.1-3.7)
    •Lohkokaavioalgebra, suljettu säätöpiiri, säätöpiirin suorituskyky (2.6), (5.1-5.6)
    •Tila- ja tulo-lähtöstabiilisuus, Routhin kaavio (6.1-6.4)
    •PID-säädin (7.6)
    •Tilamenetelmät: saavutettavuus, tarkkailtavuus, tilatakaisinkytketty säätö, tilatarkkailija (11.1-11.6)
    •Taajuustason esitys, Boden ja Nyquistin diagrammit (8.1-8.5)
    •Vahvistus- ja vaihevarat, Nyquistin stabiilisuuslause (9.1-9.5)
    •Suorituskyvyn mitat, taajuuskompensaattorit (10.1-10.4, 10.8)
    •Johdatus digitaalisäätöön eli diskreettiaikaiseen säätöön (13.1-13.3)
    •Z-muunnos, (pulssin)siirtofunktio (13.4)
    •Diskreetin järjestelmän stabiilisuus
    •Näytteenotto, jatkuvien säädinten diskreetit approksimaatiot

Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet

  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Kaksi välikoetta tai tentti.  Arvosteltavia kotitehtäviä sekä luentotehtävät.

  • koskee tätä kurssikertaa

    Tuntitehtävistä (Quiz) voi saada max 1p. / luento.  Max. 12 p.
    Kotitehtävistä (KT) voi saada max 6 p./kotitehtävä.  Max. 36 p.
    Kummassakin välikokeessa (VK) on neljä tehtävää a 6 p. max.  Yhteensä Max. 24+24 p.=48 p.
    Tentissä (T) on viisi tehtävää a 6 p. max.  Yhteensä Max. 30 p.
    Arvosanan määräytymisen painot:  Tentti/välikokeet = 50 %, kotitehtävät = 40 %, tuntitehtävät (Quiz) = 10%.
    Välikoe-, tunti- ja kotitehtäväpisteet ovat voimassa vuoden ajan, kunnes kurssin luennot alkavat seuraavan kerran.

    (Kurssipalautteen antamisesta saa ylimääräisen bonuksen 3 AS%).

    Minimisuoritusvaadetta ei missään suorituksessa ole.  Arvosana määräytyy painojen mukaan.  Katso 1. luentokalvoista myös suora kaava (AS%)

    Arvostelu: 48% =1, 60% =2, 70%=3, 80% =4, 90% =5.  



Työmäärä toteutustavoittain

  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Luennot, itseopiskelu, laskuharjoitukset, kotitehtävät.

    Kontaktiopetus: 60h
    Itsenäinen opiskelu: 73h

  • koskee tätä kurssikertaa

    Normaali


PERUSTIETOJA

Oppimateriaali

  • koskee tätä kurssikertaa

    Luentokalvot, laskuharjoitukset ratkaisuineen, kotitehtävät ratkaisuineen.


    Kirja: R.C.Dorf, R.H. Bishop: Modern Control Systems, Pearson Education International, mieluiten 12. – 14. painos.  (Ainakin painokset 12 ja 13 löytyvät vapaasti netissä).
     Luentokalvot ja laskuharjoitukset ratkaisuineen löytyvät kurssin kotisivulta

    Huom.  Luentokalvot ovat suhteellisen laajat ja omatoimiseen opiskeluun soveltuvat.  Luennoilla niitä ei käydä kaikkia läpi, vaan keskitytään tärkeimpiin asioihin (”punainen lanka”).  Dorf, Bishop on erinomainen oppikirja, mutta laaja ja sisältää paljon sellaista, mitä kurssilla ei käydä läpi.  Kirjan lukeminen luku luvulta vaatii paljon aikaa.  Kirjaa suositellaan käytettäväksi apuna oman kiinnostuksen mukaan.  Kannattaa lukea ne kohdat, jotka luennoilla on käsitelty, sillä tämä kattaa kurssin sisällön.

Korvaavuudet
Esitiedot

  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Esitiedot

LISÄTIETOJA

Lisätietoja

  • voimassa koko opetussuunnitelmakauden:

    Vain toinen kursseista ELEC-C1230 Säätötekniikka ja ELEC-C8201 Control and Automation voidaan hyväksyä tutkintoon. Jos kurssi ELEC-C1230 Säätötekniikka kuuluu opiskelijan pää- tai sivuaineen opintoihin, sitä ei voi pää- tai sivuaineessa korvata kurssilla ELEC-C8201 Control and Automation.

    Opetuskieli : suomi

    Opetusperiodi : 2022-2023 Kevät III - IV
    2023-2024 Kevät III - IV

    Ilmoittautuminen :

    Opetukseen ilmoittaudutaan Sisussa (sisu.aalto.fi). 

Kurssin aikataulu

  • koskee tätä kurssikertaa

    III ja IV periodi.

Vastuullisen käyttäytymisen periaatteet yliopistoympäristössä (voimassa 1.8.2020 alkaen)

Aalto-yliopiston opiskelua koskevat eettiset säännöt ja niiden rikkomusten käsittely