Automaatiotekniikan laskentatyökalut (477604S)

korvaa kurssin "tietokoneavusteinen säätösuunnittelu" (470463A) [R.I.P.]

  • Kurssin tarjoaa systeemitekniikan laboratorio

  • Kurssi luennoidaan suomeksi vuosittain 1. syysperiodilla.
Ajankohtaista asiaa (päivitetty 29/5/2008):
  • Kurssi luennoidaan syksystä 2008 alkaen nimellä "Automaatiotekniikan laskentatyökalut" (huom! laajuus vain 3 op).
  • Alustavat syksyn tenttipäivät 3.10 ja 7.11.2008, kts. osaston tentit.
Kurssilla käsitellään säätösysteemien simulointia, analysointia ja säätösuunnittelua MATLABin avulla. Taustatietoina suositellaan ainakin Säätö- ja systeemitekniikan perusteet sekä Johdanto tietotekniikkaan tai vastaavat tiedot.

Kurssin sisällöstä vastaa yliassistentti Enso Ikonen (luennot, kurssin sisältöön liittyvät kysymykset) sähköposti:  www: http://cc.oulu.fi/~iko.

Yliassistentti Harri Aaltonen hoitaa laskuharjoituksia (Harrin yhteystiedot).

Vuoden 2007 lähiopetus koostui 10x2h luennoista sekä 10x2h harjoituksista:

  1. MATLABin käytön perusteet: käynnistys, matriisien muodostaminen, matriisikomentojen perusteet.
  2. MATLABin piirto-ominaisuudet, MATLABilla ohjelmointi
  3. LTI-systeemien simulointi ilman LTI-objekteja, polynomikomennot, LTI-objektien perusteet
  4. LTI-systeemien rakentaminen ja analysointi: muunnokset, viive, mallien kytkentä, ltiview
  5. Simulinkin käytön alkeet: simuloinnin teoriaa, lohkokirjastot
  6. Simulinkin kehittyneempiä ominaisuuksia. LTI-systeemien säätösuunnittelun perusteita:  aikataso vs. s-taso
  7. LTI-systeemien säätösuunnittelu: juuriura.
  8. LTI-systeemien säätösuunnittelu: Bode-diagrammi, siso design tool
  9. LTI-systeemien säätösuunnittelu: PID/kompensaattorisuunnittelu. Diskreettiaikaiset systeemit, identifiointi
  10. Simulointi, optimointi, asiaa näyttökokeesta, ...

Kurssimateriaali koostuu luentorungosta ja harjoitusmateriaalista. Luennoilla ja harjoituksissa esitetään lisäksi täydentävää aineistoa (esimerkkejä, perusteita, syventävää asiaa, jne). Keskeisenä työkaluna käytetään MATLAB-ohjelmistoa (Simulink / Control System Toolbox). Kurssimateriaalia uudistettiin merkittävästi syksyllä 2005.
Kurssi suoritetaan tenttimällä tai näyttökokeena.

Tentissä koetamme arvioida sekä perehtyneisyyttäsi kurssimateriaaliin että harjaantuneisuuttasi MATLABin käytössä säätösuunnitteluun. Kurssiin ei kuulu kotitehtäviä, harjoitustöitä, tms., eikä luennoille/harjoituksiin osallistuminen ole pakollista. Tentti pyritään tekemään sellaiseksi että läpäisemiseen riittää perehtyminen kirjalliseen materiaaliin ja pienimuotoinen omaehtoinen harjoittelu, mutta kiitettävään arvosanaan tarvitaan myös luennoilla/harjoituksissa esitetyn täydentävän sisällön hallintaa. Tentissä voi vastata viiteen kysymykseen, à 10 pistettä. Tenttipäivät löytyvät osaston tenttilistasta.

Näyttökoe on vaihtoehto tentille. Näyttökokeessa opiskelija osoittaa osaamistaan ratkaisemalla valvotusti annetun tehtävän. Tarkoituksena on arvioida tekijän tiedot ja taidot käytännöllisen ongelman ratkaisussa. Näyttökoe koostuu esitehtävästä sekä näyttötehtävästä. Esitehtävä valmistellaan etukäteen itsenäisesti ja esitellään lyhyesti näyttötilaisuuden alussa. Näyttötehtävä tehdään näyttötilaisuudessa arvioijien seuratessa työn suorittamista. Tehtävät arvostellaan siten että esitehtävästä voi saada max 20 pistettä ja näyttötehtävästä max 40 pistettä. Arvostelun lähtökohtana on että MATLAB/Simulinkin perusteilla sekä osaamalla rakentaa ja simuloida onnistuneesti sekä avointa että suljettua piiriä saattaisi jo päästä läpi, mutta asiallisempaan arvosanaan vaaditaan näyttöä säätösuunnittelun tekniikoiden hallinnasta. Näyttökokeesta on tarkempi ohje täällä. Näyttöjä voi antaa kurssin luentoja/harjoituksia seuraavan periodin aikana (2. periodi).

Arvosanat määräytyvät seuraavasti:

  • arvosana 0 ... < 20 pistettä (hylätty)
  • arvosana 1 ... ≥ 20 pistettä (tyydyttävä)
  • arvosana 2 ... ≥ 24 pistettä (erittäin tyydyttävä)
    arvosana 3 ... ≥ 30 pistettä (hyvä)
    arvosana 4     ... ≥ 36 pistettä (erittäin hyvä)
    arvosana 5     ... ≥ 42 pistettä (kiitettävä)

Vanhoja tenttejä löytyy täältä: Syksy 2005-I ja Syksy 2005-II.

Vastauksia usein esitettyihin kysymyksiin:

  1. Mistä MATLABin saa? MATLABin opiskelijalisenssiä voit tiedustella Harri Aaltoselta. MATLAB on käytettävissä monilta tietohallinnon (ent. atk-keskus) koneilta. Kysy tarkempia tietoja tunnuksista/ohjelmista tietohallinnosta.
  2. En päässyt luennoille. Mistä saan luennoilla esitetyn täydentävän materiaalin? Luentoaineisto esitetään luennoilla, enkä jaa sitä jälkikäteen netissä, sähköpostitse tai paperilla. Kannattanee kysyä niiltä jotka pääsivät paikalle, tai katsoa alkuperäisistä lähteistä (kts. täydentävä aineisto). Luennoilla läpikäydyn lisämateriaalin keskeisiä aiheita on kirjattu ylös tänne.
  3. Millainen näyttökoe on? Näyttökoe on vaihtoehto perinteiselle tentille, eräänlainen suullinen tentti. Etukäteen sovittuna aikana tenttijä istutetaan tietokoneen ääreen, hänelle annetaan säätösuunnittelutehtävä, ja hänen tulee ratkaista se käyttäen hyväksi MATLABin säätösuunnittelun työkaluja. Työn suoritusta sen eri vaiheissa seurataan ja arvostellaan.

Kurssista saatua opiskelijapalautetta on koostettu täällä vuosilta 2005, 2006 ja 2007.


() E.I. 12. marraskuuta 2007