![Page 1: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/1.jpg)
Välkomna till ReglerteknikFöreläsning 1
Johan LöfbergAvdelningen för reglerteknikInstitutionen för systemteknik
[email protected]: B-huset ingång 27-29
![Page 2: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/2.jpg)
Föreläsningsanteckningar på nätet (kan uppdateras någon dag innan föreläsningen)
12 föreläsningar, 13 lektioner
3 laborationer Lab 1: Modeller, signaler, lär känna MinSeg-robotLab 2: PID-reglering av MinSeg-motorLab 3: Balansering av MinSeg-robotAnmälan på Lisam (aktiveras om någon dag)Kräver rejäla förberedelser
Frivilliga föreläsningsquizar (högst rekommenderade!)
Tenta: Kursbok och utgiven formelsamling tillåtnaAnteckningssamlingar och lösningsmallar ej tillåtnaAnteckningar i boken tillåtet
2
![Page 3: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/3.jpg)
Dagens föreläsning
Reglerteknik i praktiken (massvis med exempel)
Definition av basbegreppStyrsignal, mätsignal, referenssignal, system, modell
Återkoppling
Dynamiska system
Vår första reglerdesign: Konstruktion av farthållareModeller, Öppen vs sluten styrning, P-reglering
3
![Page 4: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/4.jpg)
Reglerteknik
Möjliggör lösningar på ”omöjliga problem”
Kallas ofta ”the hidden technology”
Centralt område för många av Sveriges teknikföretag.
Tacksamt område med massor av roliga tillämpningar!
Praktisk tillämpning av diffar, linjär algebra (och transformer)
Kärnan i mekatronik
Algoritmerna i autonoma system
4
![Page 5: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/5.jpg)
Moderna bilar
Många förkortningar i försäljningsbrochyren döljer ett reglersystem
ABS (reglering av bromsverkan)ESC (reglering av spårstabilitet)ACE (reglering av stötdämpare i kurvor)TCS (reglering av hjulspinn)ACC (reglering av fart och avstånd till bil framför)ALG (reglering av avstånd till mittlinje)
![Page 6: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/6.jpg)
6
![Page 7: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/7.jpg)
Vindkraftverk
Ett flertal reglerproblem
T.ex: Varje gång masten passeras skapas farliga krafter som kan minskas genom reglering av bladens vinkel vid passage
7
![Page 8: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/8.jpg)
Reglertekniska exempel
Moderna stridsflygplan
Designade så att de inte går att flyga manuellt
Om reglersystemet har designfel kan det gå illa, och detta var orsaken till krascherna 89’ och 93’
8
![Page 9: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/9.jpg)
Kitepower
Kräver smart reglering av draklinor
9
![Page 10: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/10.jpg)
10
![Page 11: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/11.jpg)
Drönare
Dåligt rykte men massvis med spännande tillämpningar
11
![Page 12: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/12.jpg)
Motorcyklar
Traction control nu även på produktionsmotorcyklar
”The electronics is so important now and this makes the rider less important. I would like that the rider controlled more the motorcycle but maybe with so powerful bikes now it would not be possible to ride these bikes without the electronics. For sure it is easier to ride them.”
Valentino Rossi
![Page 13: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/13.jpg)
”Reglerteknik kommer inte användas på cross/enduro-hojar för det skulle vara fusk samt förta nöjet”
Johan Löfberg 2008
13
![Page 14: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/14.jpg)
2017 modell…
14
![Page 15: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/15.jpg)
Extremt stora teleskop
Vi har nått gränsen för hur stora speglarna kan göras
Stora teleskop byggs med massvis små speglar som sedan styrs så att bilden blir skarp (kallas adaptiv optik)
![Page 16: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/16.jpg)
Mobiltelefoner
Reglerteknik används t.ex för att reglera signalstyrka i kommunikationen mellan mobiltelefon och basstation
16
![Page 17: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/17.jpg)
Gammal hederlig hårddisk
Läsarmen måste positioneras på exakt rätt plats så snabbt som möjligt
Utan aktiv reglering svänger armen vid förflyttningar, och man måste vänta länge tills armen är still och man kan läsa data.
17
![Page 18: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/18.jpg)
Industrirobotar
Precis samma problem som hårddisken.
En robotarm är relativt vek, och oscillerar kraftigt efter rörelser
18
![Page 19: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/19.jpg)
Många gånger är det reglersystemen och transmissionssystemen som är ineffektiva, inte motorerna i sig.
Hallsta använder 1,9 TWh per år. Det är lika mycket som Malmö stad inklusive alla industrier
19
![Page 20: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/20.jpg)
Någon som känner igen kurvorna?
20
![Page 21: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/21.jpg)
Inflation och ränta
Riksbanken försöker reglera (styra) inflation via reporänta (styrränta)
(med diskutabel framgång...)
21
![Page 22: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/22.jpg)
Automatiserad narkos
Ett reglersystem ersätter/hjälper narkosläkaren
Systemet reglerar medvetandegraden (BIS)
22
![Page 23: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/23.jpg)
Segway
En av de mest uppenbara reglertekniska konsumentprodukterna som finns
Fungerar inte utan ett reglersystem vilketG.W. Bush blir varse om här då han missatatt slå på strömmen
23
![Page 24: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/24.jpg)
Klätter- och balansrullstol (iBOT)
Reglertekniskt samma som Segway, balansera en instabil tvåhjuling
…precis vad vi gör på lab 3!
24
![Page 25: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/25.jpg)
Patent pending?
A device for stabilization of open liquid containers placed on a 6-DOF table connected to free agents in enviroments with severe disturbances.
25
![Page 26: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/26.jpg)
Det reglertekniska problemet
Välj styrsignalen u(t) så att systemet (enligt mätsignalen y(t)) beter sig som önskat (referenssignalen r(t)) trots störningar och okända effekter w(t)
(ofta använder vi ordet insignal istället för styrsignal, och utsignalistället för mätsignal)
26
![Page 27: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/27.jpg)
Det reglertekniska problemet
System u(t) y(t) r(t) w(t)
Bil Gaspådragbroms
Hastighet Inställd hastighet
Väglutning,Vind
Människa Droginjicering Medvetande Högre än död Drogtolerans, patientvikt
Sveriges ekonomi
Styrränta Inflation Inflationsmål 2%
Politik, konjunktur
27
![Page 28: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/28.jpg)
Det reglertekniska problemetVi illustrerar system (”saken” vi reglerar) konceptuellt med blockscheman
u(t)
w(t)
y(t)System
I denna kurs antar vi att systemen är dynamiska och linjära(tema på nästa föreläsning)
28
![Page 29: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/29.jpg)
ÅterkopplingEn fundamental princip i reglerteknik är återkoppling, här illustrerat på destillationskolonn
1. Formulera ett önskemål (referenssignal)Vi vill ha en vätsketemperatur på 80º
2. Mät den nuvarande temperaturen (mätsignal)Nu är det 60º
3. Genomför åtgärd (ingrepp med styrsignalen)Öka värmetillförsel!
4. Mät den nuvarande temperaturen…
5. Åtgärd…
Återkoppling!
29
![Page 30: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/30.jpg)
ÅterkopplingÅterkopplade systemet
u(t)
w(t)
y(t)SystemRegulator(”Styrlag”)
r(t)
Återkoppling!
30
![Page 31: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/31.jpg)
ÅterkopplingÅterkopplade farthållarsystemet
hastighetgas
31
![Page 32: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/32.jpg)
ÅterkopplingÅterkopplade narkossystemet
MedvetandeDroger
32
![Page 33: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/33.jpg)
ÅterkopplingÅterkopplade ekonomisystemet
ränta inflationSystem
2%
33
![Page 34: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/34.jpg)
Det reglertekniska problemetI kursen frågar vi oss
Hur kan vi beskriva systemet vi skall reglera (skapa en modell)
Hur kan vi analysera systemet vi skall reglera (förstå modellen)
Hur gör vi för att designa en regulator (styrlagen, algoritmen)
Hur analyserar vi det återkopplade systemet (funkar det?)
34
![Page 35: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/35.jpg)
Design av farthållare
φ
u(t): Drivande/bromsande kraft genererad av motor och broms [N]y(t): Bilens hastighet [m/s]φ: Vägbanans lutning [rad]m: Bilens vikt [kg]α: Luftmotståndskoefficient [Ns/m], luftmotstånd = αy(t) [N]
35
![Page 36: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/36.jpg)
Design av farthållare
Modell: m=1000kg, α=200Ns/m, φ=0
Newton
Öppen styrning: Vårt mål är att nå en referenshastighet på r(t) = 25m/s.Vi testar följande styrlag
Lösning:Vi når referenshastigheten asymptotiskt
36
![Page 37: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/37.jpg)
Design av farthållare
u(t)
w(t)=mgsin(φ)
y(t)200r(t)=25
37
![Page 38: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/38.jpg)
Design av farthållareVerkligheten: Vindtunneltest har gått fel, egentligen är α=150Ns/m
Vi använder dock valda styrlagen och får
Bilen uppnår för hög hastighet
Orsak: Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten utan litarblint på den givna modellen!
38
![Page 39: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/39.jpg)
Design av farthållare 39
![Page 40: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/40.jpg)
Design av farthållare
Sluten styrning: Återkoppla hastigheten!
En rimlig strategi är att gasa mer när man kör för sakta och bromsa när vi kör för snabbt. Enkel matematisk tolkning blir
Detta kallas propertionalreglering, P-reglering, och konstanten K är den enda designvariablen i regulatorn
Slutna systemet
40
![Page 41: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/41.jpg)
Design av farthållare
u(t)
w(t)=mgsin(φ)
y(t)Kr(t)=25
-1
Σe(t)
41
![Page 42: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/42.jpg)
Design av farthållareNågorlunda liknande beteende i de olika testfallen
42
![Page 43: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/43.jpg)
Design av farthållare…men orealistiskt mycket motoreffekt krävs för inställning som gör att den närmar sig korrekt hastighet!(och den här bilen vill man inte åka i till vardags)
43
![Page 44: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/44.jpg)
Vad är en regulator, egentligen?Regulatorn är en dator i bilen, som tar in hastighet och önskad fart, och skickar styrsignaler (t.ex önskat drivmoment) till motorn
program CruiseControl
K = 200; % Control engineer told us!repeat
r = getDesiredSpeedy = getSpeedMeasurementu = K*(r-y);TorqueRequest(u)wait(0.01 sec)
end
y
r
u
44
![Page 45: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/45.jpg)
Sammanfattning
Sammanfattning av dagens föreläsning
Reglerteknik finns överallt
Vi använder differentialekvationer för att skapa modeller över system
Öppen styrning väldigt känslig för modellparametrar och störningar
Återkoppling kan reducera känsligheten markant
Återkoppling u(t) = K(r(t)-y(t)) kallas P-reglering
Vi har fortfarande inte bra reglering, bättre regulatordesign krävs!
45
![Page 46: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/46.jpg)
Sammanfattning
Reglerteknik: “Konsten att få system att uppföra sig som vi vill”.
Signaler: Funktioner av tiden som innehåller information.
System: Ett objekt som påverkas av insignaler och som respons på dessa producerar utsignaler.
Modell: Förenklad beskrivning av verkligheten. I denna kurs, en matematisk beskrivning av det system vi studerar.
Dynamiska system: System där utsignalen just nu inte enbart beror av nuvarande insignaler utan även av tidigare insignaler.
Återkoppling: För tillbaka information om systemets nuvarande tillstånd till regulatorn. Reglerteknik är läran om återkopplade system.
Viktiga begrepp
46
![Page 47: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/47.jpg)
Dynamiska systemSystem med minne, dvs nuvarande tillstånd beror på vad som hänt tidigare. Ändring sker inte direkt då insignal ändras. Utsignalen hoppar inte bara för att insignalen ändras
Matematiskt: Systemet beskrivs av en differentialekvation, t.ex
En beskrivning (oftast approximativ) av ett system kallas en modell
Motsats: Statiskt system
Hastighet och läge på bil (beror på tidigare motorpådrag)
Rumstemperatur (beror på tidigare uppvärmning och yttertemperatur)
Konjunktur (beror på politik, investeringar etc de senaste åren)
47
![Page 48: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/48.jpg)
Linjära system
u(t) y(t)System
Linjärt system innebär att superpositionsprincipen håller
dvs inga överraskningar kan inträffa…
48
![Page 49: Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 1 · transformer) Kärnan i mekatronik Algoritmerna i autonoma system. 4. Moderna bilar . ... Vi har inte återkopplat den verkliga hastigheten](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041618/5e3d289c36fc573fe338f6fc/html5/thumbnails/49.jpg)
Linjära system
Linjära ordinära differentialekvationer uppfyller lijäritetskravet
Vi arbetar enbart med system som kan beskrivas av linjära ordinära differentialekvationer
Mer (mycket mer…) om detta nästa föreläsning…
49