Cursus Principes van Regeltechniek

Les 1 • Prestatiecriteria voor Regelsystemen

Introduceert stabiliteit, nauwkeurigheid en snelheid als de drie primaire prestatiedoelen. Kadert deze criteria als ontwerpdoelen die gedurende de hele cursus worden gebruikt.

Les 2 • Systeemcomponenten en Variabelen

Identificeert processen, actuatoren, sensoren en regelaars als functionele blokken. Verbindt de rol van componenten met het algemene systeemgedrag.

Les 3 • Inleiding tot de Regeltechniek

Definieert regelsystemen en hun rol in automatisering en techniek. Legt de woordenschat en context vast voor alle volgende hoofdstukken.

Les 1 • Blokschema-Algebra

Reduceert complexe onderling verbonden systemen tot enkele equivalente overdrachtsfuncties. Bereidt studenten voor op gesloten-lusanalyse in latere hoofdstukken.

Les 2 • Toestandsruimte-representatie

Introduceert toestandsvariabelen als alternatief voor overdrachtsfuncties voor systemen met meerdere ingangen en meerdere uitgangen. Verbindt de toestandsruimte met de overdrachtsfunctievorm.

Les 3 • Overdrachtsfunctie-representatie

Definieert de overdrachtsfunctie als de verhouding van uitgang tot ingang in het s-domein. Koppelt wiskundige modellen aan blokschemarepresentaties.

Les 4 • Differentiaalvergelijkingen van Fysieke Systemen

Past de wetten van Newton en Kirchhoff toe om bepalende vergelijkingen af te leiden. Biedt de wiskundige basis voor alle volgende modelleringstechnieken.

Les 1 • Benaderingen van Hogere-Orde Systemen

Breidt de tweede-ordeanalyse uit naar hogere-ordesystemen met behulp van dominante poolconcepten. Valideert benaderingen door vergelijking met exacte responsies.

Les 2 • Standaard Testingangssignalen

Definieert stap-, helling-, parabolische en impulsingangssignalen die worden gebruikt voor systeemevaluatie. Vestigt een gemeenschappelijk testraamwerk dat in het hele hoofdstuk wordt toegepast.

Les 3 • Analyse van de Statische Fout

Kwantificeert de statische fout voor verschillende ingangstypen met behulp van foutconstanten. Koppelt het systeemtypenummer aan de haalbare nauwkeurigheid.

Les 4 • Responsie van Tweede-Orde Systemen

Analyseert ondergedempte, kritisch gedempte en overgedempte responsies. Verbindt de dempingsverhouding en eigenfrequentie met inschakelgedragspecificaties.

Les 1 • Wortellocaalmethode

Volgt de beweging van gesloten-luspolen naarmate de versterking varieert met wortellocaalregels. Maakt grafische voorspelling van stabiliteit en inschakelgedrag mogelijk.

Les 2 • Stabiliteitsconcept in Regeltechniek

Definieert BIBO- en asymptotische stabiliteit in termen van poolposities. Stelt stabiliteit als een vereiste voor al het regelontwerpwerk.

Les 3 • Relatieve Stabiliteitsmaten

Kwantificeert hoe ver een systeem van instabiliteit verwijderd is met behulp van versterkings- en fasemarges. Verbindt relatieve stabiliteit met praktische robuustheidseisen.

Les 1 • Grondslagen van de Frequentierespons

Definieert frequentierespons als de stationaire uitgang op sinusoïdale ingangen. Verbindt grootte en fase met de evaluatie van de systeemoverdrachtsfunctie.

Les 2 • Nyquist Stabiliteitscriterium

Past het Nyquist-criterium toe om de gesloten-lusstabiliteit te beoordelen vanuit open-lusdiagrammen. Behandelt systemen met open-luspolen in het rechterhalfvlak.

Les 3 • Nichols-diagram en Gesloten-Lus Frequentierespons

Gebruikt het Nichols-diagram om de gesloten-lusfrequentierespons uit open-lusgegevens af te lezen. Extraheert bandbreedte, piekgrootte en resonantiefrequentie.

Les 4 • Correlatie Tussen Tijds- en Frequentiedomein

Legt kwantitatieve verbanden tussen frequentiedomeinmetrieken en tijdsdomeinspecificaties. Stelt ontwerpers in staat om tussen de twee domeinen te vertalen.

Les 1 • Proportionele, Integrerende en Differentiërende Regeling

Legt het effect van P-, I- en D-acties op de systeemrespons afzonderlijk uit. Bouwt intuïtie op voor gecombineerd PID-gedrag vóór het formele afregelen.

Les 2 • Ontwerp van Fase-Inhaal en Fase-Achterblijf Compensatoren

Ontwerpt fase-inhaal- en fase-achterblijfcompensatoren om het inschakelgedrag en de statische prestaties te verbeteren. Gebruikt Bode- en wortellocaalmethoden voor de plaatsing van de compensator.

Les 3 • Overwegingen bij de Implementatie van Regelaars

Behandelt praktische problemen waaronder actuatorverzadiging, integrator-opwinding en differentiërende filtering. Overbrugt de kloof tussen theoretisch ontwerp en echte implementatie.

Les 4 • Ontwerp van Fase-Inhaal-Fase-Achterblijf Compensatoren

Combineert fase-inhaal- en fase-achterblijfelementen om tegelijkertijd snelheid en nauwkeurigheid te verbeteren. Behandelt ontwerpafwegingen wanneer enkele compensatoren onvoldoende zijn.

Les 1 • Ontwerp van Toestandswaarnemers

Construeert volledige-orde en gereduceerde-orde waarnemers om niet-gemeten toestanden te schatten. Past het scheidingsprincipe toe om de waarnemer te combineren met toestandsterugkoppeling.

Les 2 • Inleiding tot Optimaal Regelen

Introduceert de lineaire kwadratische regelaar als een systematisch optimaal toestandsterugkoppelingsontwerp. Legt de rol van Q- en R-wegingsmatrices uit in prestatieafwegingen.

Les 3 • Bestuurbaarheid en Waarneembaarheid

Definieert bestuurbaarheid en waarneembaarheid als vereisten voor toestandsruimteontwerp. Biedt matrixtoetsen om deze eigenschappen te verifiëren alvorens verder te gaan.

Les 4 • Volledige-Toestandsterugkoppeling en Poolplaatsing

Ontwerpt toestandsterugkoppelingsversterkingsmatrices om gesloten-luspolen op gewenste locaties te plaatsen. Verbindt gewenste inschakelgedragspecificaties met doellocaties van polen.

Les 1 • Brengt stabiliteitsvoorwaarden van het s-vlak in kaart op de eenheidscirkel van het z-vlak.

Wanneer stabiliteitsvoorwaarden van het s-vlak naar de eenheidscirkel van het z-vlak worden geweerd. Past de Jury-stabiliteitstest toe als het discrete equivalent van Routh-Hurwitz.

Les 2 • Z-Transformatie en Discrete Overdrachtsfuncties

Past de z-transformatie toe om discrete-tijdvergelijkingen om te zetten in algebraïsche vorm. Leidt discrete overdrachtsfuncties af uit continue modellen.

Les 3 • Ontwerp van Discrete Regelaars

Ontwerpt digitale PID- en poolplaatsingsregelaars direct in het z-domein. Vergelijkt op emulatie gebaseerde en directe discrete ontwerpbenaderingen.

Les 4 • Praktische Digitale Implementatie

Behandelt kwantisatie, rekenvertraging en effecten van eindige woordlengte in echte processors. Biedt richtlijnen voor robuuste digitale regelaarimplementatie.