0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

Emnet har ikke blitt endret vesentlig fra 2021. Ei heller studentenes vurdering,

Vi vurderer læringsutbyttet som godt. Men, læringsutbyttet må sees i sammenheng med de andre emnene dette semesteret for studieprogrammet MIIK. Denne fagsammensetningen endres nå i ny programrevisjon med start h2023. Her fokuseres det ekstra mye på ferdigheter vi har identifisert som mangelfulle blant studentene på MIIK.

NTNU:TIA:REST

Department of Engineering Cybernetics

Institutt for teknisk kybernetikk

Spesifiserte trykte og håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Norsk

Mer om vurdering

Karakter fastsettes ved skriftlig eksamen. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Anbefalte forkunnskaper

Matematikkpensum fra ingeniørhøgskole eller matematikk 1, 2, 3 ved NTNU.

Faglig innhold

Reguleringsteknikk introduksjon. Tilbakekopling. Eksempler fra forskjellige anvendelsesområder. Differensialligninger og transferfunksjoner, lineære monovariable systemer. Ulineære systemer - linearisering. Responser for noen sentrale systemer. Poler og nullpunkt. Dilemmaet mellom hurtig respons og oscillasjoner/ustabilitet. Proporsjonalregulering. Integralregulering forklart i tidsplanet. Tidsforsinkelse i lukket sløyfe. Frekvensrespons i bodediagram. Tilbakekoplede prosesser, Nicholsdiagram. Stabilitet av tilbakekoplede systemer, Nyquistdiagram. Stabilitet i Bodediagram. Konstruksjon (syntese) av reguleringssystemer med Bodediagram. Regulering for å motvirke forstyrrelser, regulering for å følge referansesignal. Standardregulatorer: P, PI, PID, PD. Eksperimentell innstilling av slike (Ziegler-Nichols metode og Skogestads SIMC-metode). Faseløft via derivatvirkning, for økt stabilitet. Tidsforsinkelse i lukket sløyfe analysert i frekvensplanet. Kaskaderegulering. Foroverkopling. Regulering av 2 x 2 multivariabelt system. Prosesser styrt av datamaskin (diskret regulering).

Kursmateriell

Lærebok og notater, kunngjøres på Blackboard før semesterstart.

Læringsutbytte

Kunnskap: Grunnleggende kunnskap om matematiske modeller av dynamiske systemer beskrevet av lineære tidsdifferensialligninger, impulsrespons, sprangrespons og frekvensresponsmodeller. Kjennskap til stabilitet og robusthet i lineære systemer og metoder for å analysere respons og stabilitet i tilbakekoblede systemer med regulator. Kjenne til de vanligste regulatortypene som er brukt i industrien. Kunnskap om systematiske metoder for å designe/syntetisere enkle regulatorer for bruk på prosesser med kjente modeller. Også eksperimentell regulatorinnstilling for fysiske prosesser. Ha grunnlag for videregående kurs i reguleringsteknikk.Ferdighet: Kunne gjennomføre mindre utviklingsprosjekter selvstendig og bidra aktivt i større prosjekter. Kunne selvstendig analysere prosessystemers egenskaper og oppførsel. Kunne designe enkle regulatorer og justere inn disse. Generell kompetanse: Kommunisere om faglige problemstillinger både med spesialister og allmennheten. Ha gjennomtenkte holdninger til hvordan reguleringsteknikk brukes - og fagets potensial - i produksjon, infrastruktur og samfunn.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og regneøvinger. Obligatoriske datamaskinøvinger i to-personers gruppe med bruk av MATLAB og Simulink, og forsøk med innstilling av regulator på laboratorium.

Øvinger

Automatiseringsteknikk

Klima- og kuldeteknikk - Prosess- og flerfaseteknikk

Industriell prosessteknikk

Marin kybernetikk

Produksjonssystemer

Elektronikk

Energi- og prosessteknikk

Kuldeteknikk

Reaktorteknologi

Hydro- og gassdynamikk - hydrauliske strømningsmaskiner

Elektroteknikk

Industriell økonomi

Klima- og kuldeteknikk - Kuldeanlegg og varmepumper

Produksjons- og kvalitetsteknikk - Informasjonsteknologi

Reservoarsimulering

Forbrenningsmotorer

Termisk energi - Energi og prosess

Prosessautomatisering

Petroleumsteknologi

Prosessregulering

Kjemiteknikk/Prosessregulering

Hydro- og gassdynamikk - oljehydraulikk og pneumatikk

Petroleumsproduksjon

Termisk energi og vannkraft

Industriell kjemi

Teknisk kybernetikk

Mekanikk, termo- og fluiddynamikk - varme- og forbrenningsteknikk

Kjemisk prosessteknologi

Elkraftteknikk

Elektrofag

Fysikk

Marine fag

Teknologiske fag

Petroleumsfag - masterstudium (5-årig)

Industriell kybernetikk - masterstudium (2-årig)

Produktutvikling og produksjon - masterstudium (5-årig)

Marin teknikk - masterstudium (5-årig)

Ingeniørvitenskap og IKT - masterstudium (5-årig)

Fysikk og matematikk - masterstudium (5-årig)

Energi og miljø - masterstudium (5-årig)

Elektronikk - masterstudium (5-årig)

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(21478)/FieldValuesAsText

En gjennomførbar arbeidsflyt for videomateriale bør etableres.

Tiltak

Filming

En revidert studieplan ble innført i h2020. Dette medførte at studentene også deltok på et mer krevende kurs TTK4115 som har visse likheter med TTK4230, dog med mer krevende materiale. Det ble viet tid i forelesningene til å håndtere tilbakevendende forståelsesbrister i TTK4115 for å lose studentene gjennom semesteret. Dette ble godt mottatt.  Studentenes forkunnskaper er, som tidligere, av en svært varierende karakter. Dette medfører et stort innslag av repetisjon av materiale som burde være velkjent. Det kan være en trend med forverring av dette problemet, men uten målinger er dette vanskelig å etablere.

Siden TTK4230 er et såkalt identitetsemne ble det prioritert for fysisk undervisning, tross pandemien. Studentene plasserte seg i kohorter i et stort forelesningslokale og NTNUs innsjekksystem ble brukt flittig for å bidra til smittesporing. Forelesninger har blitt gjennomført ved hjelp av lysark samt tavlebruk. Lysarkene ble hovedsakelig brukt til oversiktsstoff, illustrerte eksempler samt enkle utledninger. Tavlen var i utgangspunktet reservert regneeksempler og kommentarer. Metoden med egne teoriforelesninger (2t) og praksisforelesninger (2t) ble videreført fra fjoråret etter gode tilbakemeldinger. Øvingsopplegget har bestått av syv obligatoriske øvinger med ukentlig veiledning. Automatiseringsteknikk har blitt avholdt i tandem med Systemteori TTK4225. Dette faget legger større vekt på den matematiske siden av kybernetikk og dekker rikelig med teori gjennom forelesninger og øvinger. Dette har muliggjort en mer praktisk vinkling i TTK4230. Men, enkelte rent matematiske problemer blir gitt. Øvingstimene ble avholdt fysisk, i likhet med forelesningene. Reguleringsteknikk av Balchen et.al. blir brukt som hovedverk i TTK4230. Dette er et klassisk verk kjent for de fleste med reguleringsteknisk bakgrunn i Norge. Bred faglig innsikt, norsk språk samt notasjon og fagterminologi fra ITKs fagmiljø gjør denne boka velegnet. Videre er kompatibilitet med parallellfaget TTK4225 et sterkt argument for Balchen et.al. Men; lysark er fortsatt den primære kanalen for matematikk og eksempler, slik som i 2020. På tross av dette anbefales det at Reguleringsteknikk beholdes som primærfagbok.  Årets eksamen ble arrangert som en ordinær skriftlig skoleeksamen.

Karakter fastsettes ved skriftlig eksamen. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. 

Reguleringsteknikk introduksjon. Tilbakekopling. Eksempler fra forskjellige anvendelsesområder. Differensialligninger og transferfunksjoner, lineære monovariable systemer. Ulineære systemer - linearisering. Responser for noen sentrale systemer. Poler og nullpunkt. Dilemmaet mellom hurtig respons og oscillasjoner/ustabilitet. Proporsjonalregulering. Integralregulering forklart i tidsplanet.  Tidsforsinkelse i lukket sløyfe. Frekvensrespons i bodediagram. Tilbakekoplede prosesser, Nicholsdiagram. Stabilitet av tilbakekoplede systemer, Nyquistdiagram. Stabilitet i Bodediagram. Konstruksjon (syntese) av reguleringssystemer med Bodediagram.  Regulering for å motvirke forstyrrelser, regulering for å følge referansesignal. Standardregulatorer: P, PI, PID, PD. Eksperimentell innstilling av slike (Ziegler-Nichols metode og  Skogestads SIMC-metode). Faseløft via derivatvirkning, for økt stabilitet.  Tidsforsinkelse i lukket sløyfe analysert i frekvensplanet. Kaskaderegulering. Foroverkopling. Regulering av 2 x 2 multivariabelt system. Prosesser styrt av datamaskin (diskret regulering). 

Forelesninger og regneøvinger. Obligatoriske datamaskinøvinger i to-personers gruppe med bruk av MATLAB og Simulink, og forsøk med innstilling av regulator på laboratorium. 

Kunnskap: Grunnleggende kunnskap om matematiske modeller av dynamiske systemer beskrevet av lineære tidsdifferensialligninger, impulsrespons, sprangrespons og frekvensresponsmodeller. Kjennskap til stabilitet og robusthet i lineære systemer og metoder for å analysere respons og stabilitet i tilbakekoblede systemer med regulator. Kjenne til de vanligste regulatortypene som er brukt i industrien. Kunnskap om systematiske metoder for å designe/syntetisere enkle regulatorer for bruk på prosesser med kjente modeller. Også eksperimentell regulatorinnstilling for fysiske prosesser. Ha grunnlag for videregående kurs i reguleringsteknikk. Ferdighet: Kunne gjennomføre mindre utviklingsprosjekter selvstendig og bidra aktivt i større prosjekter. Kunne selvstendig analysere prosessystemers egenskaper og oppførsel. Kunne designe enkle regulatorer og justere inn disse. Generell kompetanse: Kommunisere om faglige problemstillinger både med spesialister og allmennheten. Ha gjennomtenkte holdninger til hvordan reguleringsteknikk brukes - og fagets potensial - i produksjon, infrastruktur og samfunn. 

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(15945)/FieldValuesAsText

Kvaliteten i emnet vurderes som god. Emnet spiller en nøkkelrolle i å formidle grunnkunnskaper i studieprogrammet MIIK og ser ut til å løse denne oppgaven godt. Studentene virker motiverte og meddeler at de setter pris på emnet.

Emnets læringsutbyttebeskrivelse (læringsmål):Kunnskap: Grunnleggende kunnskap om matematiske modeller av dynamiske systemer beskrevet av lineære tidsdifferensialligninger, impulsrespons, sprangrespons og frekvensresponsmodeller. Kjennskap til stabilitet og robusthet i lineære systemer og metoder for å analysere respons og stabilitet i tilbakekoblede systemer med regulator. Kjenne til de vanligste regulatortypene som er brukt i industrien. Kunnskap om systematiske metoder for å designe/syntetisere enkle regulatorer for bruk på prosesser med kjente modeller. Også eksperimentell regulatorinnstilling for fysiske prosesser. Ha grunnlag for videregående kurs i reguleringsteknikk.  Ferdighet: Kunne gjennomføre mindre utviklingsprosjekter selvstendig og bidra aktivt i større prosjekter. Kunne selvstendig analysere prosessystemers egenskaper og oppførsel. Kunne designe enkle regulatorer og justere inn disse.  Generell kompetanse: Kommunisere om faglige problemstillinger både med spesialister og allmennheten. Ha gjennomtenkte holdninger til hvordan reguleringsteknikk brukes - og fagets potensial - i produksjon, infrastruktur og samfunn. Vurdering Læringsutbyttet er kommunisert ved hver forelesning og via en offisiell leseliste. LUB er tilpasset et introduksjonsemne og ser ut til å fungere godt.

Siden TTK4230 er et såkalt identitetsemne ble det prioritert for fysisk undervisning, tross pandemien. Studentene plasserte seg i kohorter i et stort forelesningslokale og NTNUs innsjekksystem ble brukt flittig for å bidra til smittesporing. Forelesninger har blitt gjennomført ved hjelp av lysark samt tavlebruk. Lysarkene ble hovedsakelig brukt til oversiktsstoff, illustrerte eksempler samt enkle utledninger. Tavlen var i utgangspunktet reservert regneeksempler og kommentarer. Metoden med egne teoriforelesninger (2t) og praksisforelesninger (2t) ble videreført fra fjoråret etter gode tilbakemeldinger. En revidert studieplan ble innført i h2020. Dette medførte at studentene også deltok på et mer krevende kurs TTK4115 som har visse likheter med TTK4230, dog med mer krevende materiale. Det ble viet tid i forelesningene til å håndtere tilbakevendende forståelsesbrister i TTK4115 for å lose studentene gjennom semesteret. Dette ble godt mottatt.  2: ØvingerØvingsopplegget har bestått av syv obligatoriske øvinger med ukentlig veiledning. Automatiseringsteknikk har blitt avholdt i tandem med Systemteori TTK4225. Dette faget legger større vekt på den matematiske siden av kybernetikk og dekker rikelig med teori gjennom forelesninger og øvinger. Dette har muliggjort en mer praktisk vinkling i TTK4230. Men, enkelte rent matematiske problemer blir gitt. Øvingstimene ble avholdt fysisk, i likhet med forelesningene. 3: FaglitteraturReguleringsteknikk av Balchen et.al. blir brukt som hovedverk i TTK4230. Dette er et klassisk verk kjent for de fleste med reguleringsteknisk bakgrunn i Norge. Bred faglig innsikt, norsk språk samt notasjon og fagterminologi fra ITKs fagmiljø gjør denne boka velegnet. Videre er kompatibilitet med parallellfaget TTK4225 et sterkt argument for Balchen et.al. Men; lysark er fortsatt den primære kanalen for matematikk og eksempler, slik som i 2019. På tross av dette anbefales det at Reguleringsteknikk beholdes som primærfagbok.  Vurdering Kombinasjonen av forelesninger, øvinger og emnelitteratur ser ut til å bidra godt til læring. Studentene er meget motiverte. Årets kurs ble avholdt fysisk - hvilket var meget positivt da det var én av få arenaer for å bygge klassesamhold.

Eksamen ble avholdt (04-05).12.2019 med muntlig evalueringsform. Et oppgavesett med ti større oppgaver ble utarbeidet og tilsendt den enkelte kandidat 24 timer før deres evalueringstidvindu på 30 min. Én time før evalueringstidspunktet ble kandidaten informert om hvilken av de ti oppgavene de skulle presentere. Hensikten med dette systemet var å forberede studenten på hva de kunne forvente seg under evaluering – dette var viktig da mange uttrykte engstelse over det muntlige formatet. Gjennomsnittskarakter ved eksamen ble en B. Dessverre ble det tre stryk, hvorav to skyldtes trekk fra eksamen. Det nye eksamensformatet var en betinget suksess – både emneansvarlig og sensor opplevde at studentene fikk vist mye forståelse og, for det meste, opplevde eksamen positivt. Eksamen gikk over to dager, men dette medførte ikke store vanskeligheter. Ulempen ved det muntlige formatet var av psykologisk karakter, og skyldtes manglende erfaring med muntlig evaluering blant studentene.

Karakter fastsettes ved skriftlig eksamen. 
Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Kunnskap: Grunnleggende kunnskap om matematiske modeller av dynamiske systemer beskrevet av lineære tidsdifferensialligninger, impulsrespons, sprangrespons og frekvensresponsmodeller. Kjennskap til stabilitet og robusthet i lineære systemer og metoder for å analysere respons og stabilitet i tilbakekoblede systemer med regulator. Kjenne til de vanligste regulatortypene som er brukt i industrien. Kunnskap om systematiske metoder for å designe/syntetisere enkle regulatorer for bruk på prosesser med kjente modeller. Også eksperimentell regulatorinnstilling for fysiske prosesser. Ha grunnlag for videregående kurs i reguleringsteknikk.

Ferdighet: Kunne gjennomføre mindre utviklingsprosjekter selvstendig og bidra aktivt i større prosjekter. Kunne selvstendig analysere prosessystemers egenskaper og oppførsel. Kunne designe enkle regulatorer og justere inn disse. 

Generell kompetanse: Kommunisere om faglige problemstillinger både med spesialister og allmennheten. Ha gjennomtenkte holdninger til hvordan reguleringsteknikk brukes - og fagets potensial - i produksjon, infrastruktur og samfunn.

Diverse studier i realfag IME-fakultetet

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(10346)/FieldValuesAsText

Automatiseringsteknikk - TTK4230