Videregående reguleringsteknikk med robotteknologi (ELE600)

Emnet omhandler tilbakekoblede systemer, stabilitetsanalyse, regulatorinnstilling, tabelloppslag (gain scheduling), kaskaderegulering, foroverkopling, dødtidskompensering og multivariabel regulering. Emnet bygger videre på reguleringsteknikk fra bachelornivå og introduserer mer avanserte metoder og analyse. Robotteknologi-delen omhandler grunnleggende robotteknologi med koordinatsystem, Denavit-Hartenberg konvensjonen, forover- og bakover kinematikk, posisjons- og hastighetsregulering av leddene i roboten.


Dette er emnebeskrivelsen for studieåret 2024-2025. Merk at det kan komme endringer.

Fakta

Emnekode

ELE600

Versjon

1

Vekting (stp)

10

Semester undervisningsstart

Vår

Antall semestre

1

Vurderingssemester

Vår

Undervisningsspråk

Norsk

Tilbys av
Timeplan

Vis timeplan

Innhold

Emnet omhandler tilbakekoblede systemer, stabilitetsanalyse, regulatorinnstilling, tabelloppslag (gain scheduling), kaskaderegulering, foroverkopling, dødtidskompensering og multivariabel regulering. Studentene lærer analyse- og løsningsmetoder basert på differensiallikninger (tilstandsrom) og transferfunksjoner. Den delen av pensum som omhandler robotteknologi har følgende momenter: koordinatsystemer og transformasjonsmatriser, forover og bakover kinematikk, singulære punkt, hastighetskinematikk (Jacobian). Noe mer om posisjons- og hastighetsregulering av leddene i en robot, uavhengig og multivariabelt.

Læringsutbytte

Kunnskap:

  • Studenten skal ha utvidet forståelse for konseptet matematisk modellering og simulering.
  • Studenten skal forstå ulike typer reguleringsstrukturer som kaskaderegulering, foroverkobling, dødtidskompensering, tabelloppslag (gain scheduling), tilstandstilbakekobling, multivariabel regulering med lineær og ulineær dekobling, samt andre typer reguleringsstrukturer.
  • Studenten skal ha kunnskap om grunnleggende robotteknologi, med fokus på posisjons- og hastighetsregulering av leddende i en robot.
  • Studenten skal forstå hvordan rotasjonsmatriser og homogene transformasjoner brukes for å beskrive rigid bevegelse for en robotmanipulator.
  • Studenten skal forstå hva som gjør en robot autonom.

Ferdigheter:

  • Skal kunne sette opp matematiske modeller for vilkårlige prosesser, både lineære og ulineære.
  • Skal kunne finne transferfunksjoner og utføre frekvensresponsanalyse.
  • Skal kunne bruke forskjellige reguleringsstrukturer (se ovenfor) og stille inn regulatorparametre i disse for å kontrollere vilkårlige prosesser.
  • Skal kunne foreslå hvilke typer reguleringsstrukturer som kan brukes på en gitt prosess, samt fordeler og ulemper med dem.
  • Skal kunne sette opp matematiske beskrivelser av robotmanipulatorer og bruke disse til å finne manipulatorens forover- og inverskinematikk.
  • Skal kunne sette opp systemer som muliggjør posisjon- og hastighetsregulering av leddende i en robot, uavhengig og multivariabelt.

Generell kompetanse:

  • Etter å ha tatt dette emnet vil studenten ha etablert en utvidet forståelse av reguleringsstrukturer og reguleringssystem.
  • Studenten vil ha en grunnleggende forståelse av roboter og autonome system.

Forkunnskapskrav

Et av følgende alternativer:
ELE320 Reguleringsteknikk
BIE240 Reguleringsteknikk

Eksamen / vurdering

Vurderingsform Vekting Varighet Karakter Hjelpemiddel
Skriftlig eksamen 1/1 4 Timer Bokstavkarakterer Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Godkjent, enkel kalkulator tillatt

Skriftlig eksamen med penn og papir.

Vilkår for å gå opp til eksamen/vurdering

Regneøvinger og labøvinger

6 obligatoriske innleveringer. Obligatoriske arbeidskrav (som innlevering, laboratorieoppgaver, prosjektoppgaver og lignende) skal være godkjent av faglærer innen angitt frist.

Gjennomføring av obligatorisk lab skal gjøres til de tider og i de grupper som er oppsatt og publisert på Canvas. Fravær på grunn av sykdom eller av andre årsaker skal snarest mulig kommuniseres til laboratorie- eller fagansvarlig. Det kan ikke påregnes å få gjennomføre lab utenom oppsatt tid hvis dette ikke er kommunisert og ny avtale gjort. Konsekvens av at du ikke har fått godkjent laboratoriearbeid er at du ikke får gå opp til eksamen i emnet.

Fagperson(er)

Emneansvarlig:

Kristian Thorsen

Instituttleder:

Tom Ryen

Arbeidsformer

5-6 timer forelesning og 1-3 timer med regneøvinger (Matlab-Simulink) og laboratoriearbeid hver uke.

Overlapping

Emne Reduksjon (SP)
Videregående reguleringsteknikk (MIK140_2) 6

Åpent for

Robotteknologi og signalbehandling - master i teknologi/siv.ing.

Emneevaluering

Det skal være en tidligdialog mellom emneansvarlig, studenttillitsvalgt og studentene. Formålet er tilbakemelding fra studentene for endringer og justering i emnet inneværende semester.I tillegg skal det gjennomføres en digital emneevaluering minimum hvert tredje år. Den har som formål å innhente studentenes erfaringer med emnet.

Litteratur

Søk etter pensumlitteratur i Leganto