Docentenhandleiding Blok I3+I4 (H5+H6) Besturen en Regelen met de PC Reinder Jongsma

Vergelijkbare documenten
INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO

Overzicht en doelstellingen van de cursus

Elektronica en Visual Basic

Scientific Computing

V: Identificatie en regelaarsinstelling

(Nieuwe) opleiding hbo master. Bas Bauland (HAN Kwaliteitszorg) HAN Kwaliteitszorg, t.a.v. Bas Bauland Postbus EJ Arnhem

Praktische Numerieke Wiskunde

Gevorderde onderwerpen

Inhoud. Introductie tot de cursus

Kennisdossier Regeltechniek

MEET- EN REGELTECHNIEK ir. Bart Schotsman

Systeem en Regeltechniek FMT / Mechatronica. Inleidende verkenning Inleiding

Informatica aan de Universiteit Antwerpen

Departement industriële wetenschappen en technologie

Onderwijseenheid INLMIC Inleiding microcontrollers

Onderzoekend meten en procesmodellen in Coach 7. Docentendag RU Nijmegen 2016 Sander Habets

Meet- en Regeltechniek

praktijk theorie vaardigheden kennis mechanica statica dynamica thermodynamica stromingsleer

Handleiding PI practicum PAO cursus Slimmer Waterbeheer met Real-Time Control, maart 2016

II: De proportionele regelaar

Nascholing voor leerlingen. Software-ontwikkeling met behulp van Lego Mindstorms

Interfacetechnieken Studiehandleiding

THEME Competence Matrix - Mechatronics

Certificaat B Duurzaamheid. Techniek en Technologie. NIVEAU: 1 t/m 4

Studiewijzer Digitale Systeemengineering , versie 1.7, , J.E.J. op den Brouw

Praktische. Pijlers (exacte) wetenschap. Programma. Wiskunde, Utrecht Gerard Sleijpen Kamer 504, WG Tel:

Informatica kiezen. Informatica: iets met computers? Informatie over het vak informatica in de Tweede Fase van havo en vwo

Opleidingsstatuut. Studiejaar Deel 4 Onderwijsarsenaal

Inhoud. Introductie tot de cursus

math inside Model orde reductie

Modellering in het onderwijs

AP80 Display Controller

Installatie-instructies

Installeren software FDM2000 FDM2000. Anna van Schuurmanstraat TW OSS.

Microcontrollers Introductie INLMIC Jesse op den Brouw INLMIC/

Problemen herformuleren Leerlingen drukken de probleemstelling uit in eigen woorden.

Inhoud. Introductie tot de cursus

Thier Software Development Onze werkwijze

Toetsbekwaamheid SKE november 2016

Toetsbekwaamheid BKE november 2016

Inhoud. Introductie tot de cursus

DrICTVoip.dll v 2.1 Informatie en handleiding

Producten en prijzen 2012

Web-deductie voor het onderwijs in formeel denken

Inhoud. Introductie tot de cursus


Beoordeling: Parkinson

Introductie tot de cursus

Modulewijzer InfPbs00DT

Datawarehousing BIM. Modulecode: BIMDTB06 Modulehouder: H.D.A. de Wit Publicatiedatum: mei 2014 Studiejaar: Studielast: 2 punten

BOEKENLIJST VOOR BLOK H-1 (B-5) ELEKTROTECHNIEK.

slides2.pdf 2 nov

MODULEBESCHRIJVING Databases DBS1

SENSOREN AAN HET WERK IN HET LAB FYSICA

GAMP Toegepast op de DeskTopXorter Besturing DeskTopXorter

Een compleet programma temperatuurregelaars en aansluiting op gebouw beheer systemen. Maximaal schakelvermogen:

Opgave 1 Opbouwen van een servomotor-systeem

Lesplanformulier. Les wordt gegeven in een open ruimte met ronde tafels en een computergedeelte. Een les duurt 50 minuten

Studiewijzer Inleiding Digitale Techniek, versie 1.6, , J.E.J. op den Brouw

AP22 Analoog Display

DOO? 06/06/2017. Nicole Totté & Tim Boon (DOO) peer leren. leren op de werkplek. in context. flexibel. actief. Onderwijsontwerp

Producten en prijzen 2012

Meet- en Regeltechniek

BBL-4, topklinisch traject RdGG Pagina 1 van 7 Persoonlijke ontwikkeling Studievaardigheden

Modulewijzer tirprog02/infprg01, programmeren in Java 2

AP22 Analoog Display

Inhoud. Introductie tot de cursus. Introductie 7

Hoorcollege 1 datavisualisatie

Citaat: De hoorcolleges waren onbegrijpelijk, dus kwam ik alleen voor het werkcollege. De uitleg bij de colleges waren niet nuttig.

Scratch - Programmeren voor Kids

Examen Regeltechniek Take Home derde examenperiode

Socio-technisch systemen. Ian Sommerville 2004 Software Engineering, 7th edition. Chapter 2 Slide 1

Ontwerp een robot die helpt bij rampen

Grondige herziening Curriculum Informatica /40

Actief in de digitale leeromgeving

Pythagoras Docenten gids

Technisch ontwerp positiebepaling Smart Blocks

FEEDBACK ALS INTEGRAAL ONDERDEEL VAN LEREN EN OPLEIDEN JORIK ARTS & MIEKE JASPERS 1 JUNI 2018

4.1 Simulatie in de analysefase

Praktijkinstructie Industriële automatisering 4 (ICT09.4/CREBO:53258)

HOGESCHOOL ROTTERDAM MODULEWIJZER RIVBEVP1K7

Modelspoor en het digitale tijdperk. (Deel IV).

D.1 Motiveren en inspireren van leerlingen

Uitstroom + Crebonummer Applicatie- en mediaontwikkelaar; Crebonummer Niveau Niveau 4

INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO. LANDSCHAP en OPLEIDING ELEKTROTECHNIEK

Studenten: stage en praktijkervaring zijn het meest waardevol in de opleiding, al doende leert men

S88XPressNetLI v1.0. Installatie- en gebruikershandleiding en naslagwerk KDesign Electronics, PCB ontwerp door RoSoft

ZAKELIJKE COMMUNICATIE. Schriftelijk. Handleiding competentiegerichte assessments. Diddo van Zand

RAPPORT Onderzoek in het kader van het vierjaarlijks bezoek bij RK basisschool De Fontein. : 's-gravenhage

Studiewijzer. Bachelor Informatica. Inleiding Programmeren Studiejaar en semester: jaar 1, semester 1 (blok 1)

Capita selecta thema Software Technologie

Procescontrole en -sturing van een Waterzuiveringsstation

Inleiding. Projectonderwijs.slo.nl 1/5

Inhoud introductie. Introductie tot de cursus

Handleiding. MED PLUS software

Studiewijzer Keuzedeel Verdiepingsoftware (AO)

Montagevoorschriften

Het landschap van methodieken en tools voor blended learning

Transcriptie:

Docentenhandleiding Blok I3+I4 (H5+H6) Besturen en Regelen met de PC Reinder Jongsma 1. Leerdoelen en subdoelen van het blok Leerdoelen Systematisch analyseren van een programma van eisen Doorgronden van de theorie van de lineaire systemen en het onderkennen van de beperkingen van deze theorie voor de regeltechniek Het begrijpen en kunnen oplossen van regeltechnische problemen Inzicht krijgen in verbanden tussen systeemeigenschappen in verschillende domeinen (tijddomein, frequentiedomein, s-domein) Integratie van de regeltechniek in andere disciplines zoals interfacetechniek, computertechniek, programmeren en transductietechniek (sensoren en actuatoren) Inzicht krijgen in verschillende soorten regelaars en de eigenschappen van deze regelaars Het kunnen kiezen van een geschikte regelaar om een proces te regelen Een relatie kunnen leggen tussen procescriteria en de instelparameters van een gekozen regelaar Kunnen toepassen van simulatieprogramma s om een geschikte regelaar te kiezen en deze in te stellen Implementeren van de regelaar in software Subdoelen Conceptueel onderwijs vs. project. De studenten moeten in staat zijn om een koppeling tussen het conceptuele onderwijs en de projectstof aan te kunnen brengen. In het project wordt gebruik gemaakt van de aangeboden theorie uit het conceptueel onderwijs. De theorie van de regeltechniek uit blok I4 is een vervolg op de theorie van blok I3. Globaal is de theorie van de eerste drie weken van blok I3 (het gedrag van lineaire systemen in het tijddomein) nodig voor het project van blok I3. De rest van de theorie van I3 en de theorie van I4 zijn nodig voor het project van blok I4. 2. Hoe willen we die doelen bereiken Algemeen De projectopdracht beschrijft een proces dat moet worden geregeld met behulp van een PC. Hierbij moet de hele interface tussen het proces en de PC worden ontworpen.

Er moet een geschikte sensor worden gekozen voor het inlezen van procesgegevens en de PC en een geschikte actuator om het proces aan te sturen. Bovendien moet het regelalgoritme worden geïmplementeerd in een willekeurige programmeertaal. In het eerste deel (I3) moet de interface van de PC naar de actuator worden ontworpen zodat het proces kan worden aangestuurd. Uit de reactie van het proces op deze aansturing kunnen daarna de procesparameters worden bepaald die nodig zijn om in het tweede deel (I4) de regelparameters te kunnen vaststellen. Met behulp van een simulatieprogramma kan het proces met verschillende regelaars worden gesimuleerd en de regelparameters worden gevarieerd om deze zo optimaal mogelijk in te stellen. Daarna kan de regelaar worden geïmplementeerd, waarna kan worden gecontroleerd of de regelaar aan de verwachtingen voldoet en of de criteria worden gehaald. Het totale project (I3+I4) bestaat uit de volgende gegevensstroom waarbij de disciplines die nodig zijns tussen haakjes staat: Meten van procesgegevens (sensortechniek) Inlezen van deze gegevens in de PC (interfacetechniek) Verwerken van deze gegevens (programmeren) Versturen van gegevens naar het proces (interfacetechniek) Aansturing van het proces (actuatortechniek) Systematisch analyseren van een programma van eisen In overleg met de klant moeten de procescriteria worden vastgesteld zoals de settling-time en het doorschot. Doorgronden van de theorie van de lineaire systemen In het conceptueel onderwijs wordt de theorie behandeld van het gedrag van lineaire systemen in het tijddomein en in het frequentiedomein, maar omdat het proces uit het project dat geregeld moet worden niet lineair is zal dit zich niet zo gedragen als een lineaire model van het proces. Het begrijpen en kunnen oplossen van regeltechnische problemen Problemen bij het regelen van een proces zoals: wat is het maximale signaal dat de regelaar kan sturen hoe moet het proces worden beveiligd tegen een verkeerde aansturing vanuit de regelaar hoe kan worden gedetecteerd dat de verbinding tussen proces en regelaar niet goed functioneert wat is een goede verhouding tussen stuursignaal en fysische aansturing van het proces moeten worden opgelost.

Inzicht in verbanden tussen verschillende domeinen In het conceptueel onderwijs wordt de theorie betreffende de systeembeschrijving in de verschillende domeinen verduidelijkt met behulp van uitgewerkte voorbeelden en simulatie van responsies in het tijddomein. Integratie van de regeltechniek in andere disciplines Er moet een interface tussen de PC en het proces worden gekozen en /of ontworpen. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van standaard in de PC aanwezige interfaces zoals de parallelle en de seriële interface of er kan worden gekozen voor een specifieke interface op een insteekkaart. Om deze interface te kunnen programmeren moet worden uitgezocht hoe deze interfaces functioneren: Hoe is de interface opgebouwd, hoe moet de interface worden aangestuurd (geprogrammeerd) en met welke signalen wordt gecommuniceerd. Bovendien moet het ontworpen regelalgoritme worden geprogrammeerd in een (hogere) programmeertaal. Inzicht krijgen in verschillende soorten regelaars In blok I6 wordt in het conceptueel onderwijs het effect van verschillende soorten regelaars op een proces uitgelegd met behulp van de theorie van lineaire systemen en met behulp van simulatie verduidelijkt Het kunnen kiezen van een geschikte regelaar In het project van blok I4 moet een geschikte regelaar worden gekozen om het proces te regelen. Een relatie kunnen leggen tussen procescriteria en instelparameters De invloed van instelparameters (zoals de integratietijd _ i en de versterkingsfactor) van de regelaar op het gedrag van het geregelde proces worden uitgebreid behandeld en met behulp van simulatie verduidelijkt. Aan de hand van de vastgestelde procescriteria zoals stabiliteit en doorschot moet de regelaar die in het project is gekozen worden ingesteld. Toepassen van simulatieprogramma s voor het kiezen van een regelaar Door een model van het proces in combinatie met de regelaar te simuleren kan de regelaar zo worden ingesteld dat het gewenste gedrag van het proces wordt verkregen. Implementeren van de regelaar in software In het project moet een regelalgoritme worden ontworpen en worden geprogrammeerd in een te kiezen programmeertaal. 3. Afdekking van de kerncompetenties 4. Welke skills en voorkennis nodig bij studenten en docenten Programmeren. Digitale techniek (DIG1/2). Wiskunde: Laplace, differentiaalvergelijkingen. Basiskennis computerarchitectuur.

5. Waarop moet speciaal worden gelet Veiligheid 1 Galvanische scheiding tussen PC en proces. 2 Beveiliging tegen overbelasting en/of oververhitting Simulatie De studenten moeten eerst een model van het proces maken en dit simuleren. Het is aan te bevelen dat dit model eerst wordt gecontroleerd voordat een regelaar wordt ontworpen. Interface Bij het kiezen van een geschikte interface in blok I3 (alleen de sturing van een proces) moet rekening worden gehouden met het feit dat er ook gegevens van het proces moeten worden ingelezen in blok I4. 6. Didactische aspecten Methodiek Het is belangrijk dat via het modelleren en daarna simuleren van het proces en de regelaar inzicht wordt verkregen in het gedrag van het proces en de invloed van regelaars hierop. Hierbij moet heel systematisch te werk worden gegaan waarbij steeds slechts één parameter van de regelaar wordt veranderd waarna het gedrag van het geregelde proces wordt geanalyseerd. Er is geen tijd om in deze twee blokken naast de regeltechniek de modelvorming grondig en systematisch te behandelen. 7. Overwegingen voor toetsing Omdat de theorie bijzonder complex is en het tempo behoorlijk hoog ligt, is het van belang dat de student regelmatig studeert en de stof goed bijhoudt omdat voor het begrijpen van een volgend stuk theorie de voorgaande stof moet worden begrepen. Als een onderdeel niet goed wordt doorgrond haakt hij/zij snel af. Het is daarom van belang dat regelmatig wordt gecontroleerd of de behandelde stof voldoende wordt begrepen door het tussentijds toetsen van de behandelde stof zowel in het belang van de student als van de docent. Hierdoor is het mogelijk vroegtijdig in te grijpen en bij te sturen. 8. Beoordelingscriteria voor de toetsing, en overige projectcriteria 9. Speciale voorzieningen, materialen, e.d. Simulatie: Computers met BORIS (Winfact) en MATLAB.

Implementatie: Voor elke projectgroep een stand alone computer en kastje om materiaal te kunnen opbergen. 10. Achtergrondinformatie, literatuur, weblinks