ELI2300 Dynamiske systemer Emneplan

Emnet omhandler analyse av lineære og dynamiske system i tidsdomenet og frekvensdomenet. Emnet gir også en grunnleggende innføring i modellering av fluidsystemer og termiske systemer, og gir tre (3) studiepoeng i kjemi.

Bygger på ELPE1300 Elektriske kretser, MEK1400 Fysikk, MEK1000 Matematikk 1000, og MEK2000 Matematikk 2000.

Ingen ut over opptakskrav.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten har kunnskap om:

• metoder for modellering av enkle mekaniske-, elektriske-, fysiologiske-, termiske- og fluidsystemer
• modellformer for kontinuerlige, lineære og dynamiske systemer av 1. og 2. orden ved hjelp av differensiallikninger, blokkdiagrammer og tilstandsrom
• Laplace-transformasjon og transfer-funksjoner
• invers Laplace-transformasjon og tidsresponser
• bodediagram, frekvensanalyse og frekvensrespons
• tilbakekoblet regulering
• metoder for stabilitetsanalyse av åpne og tilbakekoplete systemer
• numerisk simulering av dynamiske systemer med bruk av MATLAB/SIMULINK

Ferdigheter

Studenten kan:

• sette opp matematiske modeller av enkle dynamiske systemer
• beskrive kontinuerlige, lineære dynamiske systemer av 1. og 2. orden ved hjelp av differensiallikninger, blokkdiagrammer, tilstandsrom og transferfunksjoner og konvertere mellom ulike modellformer
• identifisere 1. og 2. ordens systemer ut i fra deres respons i tids- og frekvensplan
• utføre stabilitetsanalyser av åpne og tilbakekoplete systemer
• utføre Laplace-transformasjon og invers Laplace-transformasjon
• anvende Laplace-baserte teknikker for frekvens- og transientanalyse av 1. og 2. ordens systemer

Generell kompetanse

Studenten kan:

• analysere et modelleringsproblem og spesifisere en løsningsmetodikk
• identifisere en eller flere matematiske modeller som kan brukes til å løse reguleringstekniske problemer
• drøfte og begrunne egne valg og prioriteringer innen modellering av kontinuerlige dynamiske systemer
• anvende kunnskapen til å analysere og eventuelt styre dynamiske systemer
• gjennomføre akademiske studier og skriftlig arbeid på en ærlig og etisk måte, uten noen form for plagiering og upassende oppførsel i arbeidsoppgaver og prosjektrapporter

Undervisningen består av forelesninger kombinert med øvinger.

Arbeidskrav høsten 2020 grunnet Covid-19:

Følgende arbeidskrav er obligatorisk og må være godkjent for å fremstille seg til eksamen:

• 6 av total 8 regneøvinger eller MATLAB-øvinger med innlevering på 2-5 sider cirka 4 timer per øving.

[Arbeidskrav tidligere:]

Følgende arbeidskrav er obligatorisk og må være godkjent for å fremstille seg til eksamen:

• 6 av total 8 regneøvinger eller MATLAB-øvinger med innlevering på 2-5 sider cirka 4 timer per øving.
• 1 prosjektoppgave i grupper av 2-3 studenter. Innlevering av rapport på 10 sider cirka 30 timer.

Eksamen høsten 2020 grunnet Covid-19:

Individuell digital hjemmeeksamen på 3,5 time (inkludert 30 min til opplastning og scanning).

Eksamensresultat kan påklages.

[Eksamen tidligere:]

Individuell skriftlig eksamen på 3 timer.

Eksamensresultat kan påklages.

Hjelpemidler høsten 2020:

Alle hjelpemidler tillatt, utenom kommunikasjon med andre.

[Hjelpemidler tidligere:]

Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst og som ikke kan regne symbolsk. Dersom kalkulatoren har mulighet for lagring i internminnet skal minnet være slettet før eksamen. Stikkprøver kan foretas.

Gradert skala A-F.

En intern sensor. Ekstern sensor brukes jevnlig.