Figuur 1: Blok-schema van een DC motor, a) Geef de overdrachtsfuntie G(s) = T(s)/V(s). Schrijf G(s) in de vorm K B(s) A( s

Vergelijkbare documenten
Schriftelijke zitting Regeltechniek (WB2207) 3 november 2011 van 9:00 tot 12:00 uur

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 29 januari 2009 van 14:00 tot 17:00 uur

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 26 oktober 2010 van 14:00 tot 17:00 uur

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 31 januari 2008 van 9:00 tot 12:00 uur

1. Een magnetische levitatie systeem is schematisch weergegeven in figuur 1. r-- ~ rail

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) Oefententamen

Schriftelijke zitting Systeem- en regeltechniek 2 (WB2207) 31 oktober 2006 van 14:00 tot 17:00 uur

Figuur 1: Laag-doorlaat. /j Res +1. b) Veronderstel de tijdsconstante van 2 seconden. Ret inputsignaal U1 (t), in Volt, is de functie:

Hertentamen Lineaire Schakelingen (EE1300)

Tentamen Lineaire Schakelingen, 2 e deel (EE1300-B)

Meet- en Regeltechniek

Netwerkanalyse, Vak code Toets 2

Deeltentamen Lineaire Schakelingen (EE1300), deel B

Systeem 2 wordt beschreven door de differentiaalvergelijking y y x

Deeltentamen Meet en Regeltechniek 14 juni 1996

Meet- en Regeltechniek

Examen Regeltechniek Take Home derde examenperiode

Tentamen Lineaire Schakelingen (EE1300)

Dit tentamen bestaat uit vier opgaven verdeeld over drie bladzijden. U heeft drie uur de tijd.

Toets 1 IEEE, Modules 1 en 2, Versie 1

Tentamen Inleiding Meten Vakcode 8E april 2009, uur

Oplossing. Vraag 1. De hoogte h(t) van het waterniveau wordt gegeven door. A met D(t) in [m³/s], h in [m] en A = 2m². Gegeven: D(t) = 6 (t-3)

Derde serie opdrachten systeemtheorie

Tentamen Elektronische Signaalbewerking (ET2405-D2) 25 augustus 2008, 14:00 17:00 uur. [Nienke, gefeliciteerd met je verjaardag!]

Tentamen Inleiding Meten en Modelleren Vakcode 8C120 7 april 2010, uur. Het gebruik van een (grafische) rekenmachine is toegestaan.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking Tentamen Calculus, 2DM10, maandag 22 januari 2007

Tentamen Signalen en Systemen 2: 3BB32, 10 maart 2009

Technische Universiteit Delft. ANTWOORDEN van Tentamen Gewone differentiaalvergelijkingen, TW2030 Vrijdag 30 januari 2015,

Hoofdstuk 3 Het wortellijnendiagram

Tentamen Inleiding Meten Vakcode 8E april 2009, uur

3. Bepaal de convergentie-eigenschappen (absoluut convergent, voorwaardelijk convergent, divergent) van de volgende reeksen: n=1. ( 1) n (n + 1)x 2n.

Regeltechniek. Les 6: Het wortellijnendiagram. Prof. dr. ir. Toon van Waterschoot

Hoofdstuk 7 - veranderingen. getal & ruimte HAVO wiskunde A deel 2

Regeltechniek Oefeningenbundel

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Notebook-tentamen Systeem- en Regeltechniek 1 (113115)

Tent. Elektriciteitsvoorziening I / ET 2105

Tentamen Elektronische Signaalbewerking (ET2405-D2) 30 maart 2009, 14:00 17:00 uur

Tentamen Systeemanalyse (113117)

Voorbeeldtentamen Wiskunde B

z 1 Dit tentamen bestaat uit zes opgaven (50 punten) Opgave 1 (8 punten) Gegeven het volgende systeem:

Tentamen Simulaties van biochemische systemen - 8C110 3 juli uur

CT2121 EXPERIMENT 1 ONDERZOEK NAAR DE VALIDITEIT VAN DE BUIGINGSTHEORIE FORMULIER 1: AFTEKENFORMULIER

Uitwerkingen Tentamen Elektronische Signaalbewerking (ET2405- D2) 4 juli 2008, 14:00 17:00 uur

Meet- en Regeltechniek

1. Gegeven een Lineair Stationair Systeem in continue-tijd. Als aan het systeem het ingangssignaal

opgave 1. (2 pt) kies het juiste antwoord; motiveer kort je antwoord s b) de overdrachtsfunctie van een systeem is H( s) =

Exacte waarden bij sinus en cosinus

VOORBLAD SCHRIFTELIJKE TOETSEN

Opgaven bij hoofdstuk 12

(g 0 en n een heel getal) Voor het rekenen met machten geldt ook - (p q) a = p a q a

Tussentoets Analyse 1

1. Opgave. We gebruiken de bilineaire transformatie om een digitaal laagdoorlaatfilter H(z) te ontwerpen met de volgende parameters:

Digitale systemen. Hoofdstuk De digitale regelaar

Uitwerkingen Tentamen Gewone Differentiaalvergelijkingen

Tentamen Elektronische Signaalbewerking (ET2405-D2) 18 juni 2007, 14:00 17:00 uur

1.0 Voorkennis. Voorbeeld 1: Los op: 6x + 28 = 30 10x.

Tentamen Wiskunde B CENTRALE COMMISSIE VOORTENTAMEN WISKUNDE. Datum: 19 december Aantal opgaven: 5

168 HOOFDSTUK 5. REEKSONTWIKKELINGEN

Oplossingen tentamen Systeemanalyse voor BMT (8E030) 26 januari 2007

II: De proportionele regelaar

10.0 Voorkennis. Herhaling van rekenregels voor machten: a als a a 1 0[5] [6] Voorbeeld 1: Schrijf als macht van a:

Formules en grafieken Hst. 15

Circuits and Signal Processing ET2405-d2

Tweede Programmeeropgave Numerieke Wiskunde 1 De golfplaat Uiterste inleverdatum : vrijdag 16 mei 2003

Laplace vs. tijd. netwerk. Laplace. getransformeerd. netwerk. laplace. laplace getransformeerd. getransformeerd. ingangssignaal.

Examen Inleiding Meten en Modelleren Vakcode 8C120, 11 april 2012, uur

Grafieken 1. a) de snijpunten met de x-as. b) het snijpunt met de y-as. c) de coördinaten van de top.

Elektronische basisschakelingen Oefenzitting 3.

Tentamen wi2140tnw Differentiaalvergelijkingen september 2004 (1)

Signalen en Transformaties

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica. Uitwerking Tentamen Basiswiskunde, 2DL03, woensdag 3 oktober 2007.

6.0 Differentiëren Met het differentiequotiënt bereken je de gemiddelde verandering per tijdseenheid.

Definitie: Een functie f heeft een absoluut maximum f(x 0 ) in het punt. x 1 Domein(f) als voor alle x Domein(f) geldt:

Inhoud college 5 Basiswiskunde Taylorpolynomen

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Practicum complexe stromen

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

maplev 2010/9/8 17:01 page 349 #351

leeftijd kwelder (in jaren)

Addendum Syllabus Programmeren voor Natuuren Sterrenkunde /17: Opdracht 10

EXAMENFOLDER maandag 26 januari 2015 OPLOSSINGEN. Vraag 1: Een gelijkstroomnetwerk (20 minuten - 2 punten)

Voorbeeldtentamen Wiskunde B

FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE Afdeling Kwantitatieve Economie

TE TAME I LEIDI G ASTROFYSICA WOE SDAG 12 DECEMBER 2012,

HERTENTAMEN WISKUNDIGE BEELDVERWERKINGSTECHNIEKEN

Examen HAVO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 22 juni uur

Radboud Universiteit Nijmegen Tentamen Calculus 1 NWI-NP003B 4 januari 2013,

Tentamen Elektronische Signaalbewerking (ET2405-D2) 19 juni 2006, 14:00 17:00 uur

Combinatoriek groep 1 & 2: Recursie

2.1 Lineaire functies [1]

Een snelheid (dimensie m/s) wordt gegeven door de formule v(t) = A (t-3). Teken deze snelheid in functie van de tijd. Welke dimensie heeft A?

Meet- en Regeltechniek

V Kegelsneden en Kwadratische Vormen in R. IV.0 Inleiding

Inleiding 3hv. Opdracht 1. Statische elektriciteit. Noem drie voorbeelden van hoe je statische elektriciteit kunt opwekken.

Tentamen optimaal sturen , uur. 4 vraagstukken

Vectoranalyse voor TG

college 6: limieten en l Hôpital

Functies van één veranderlijke

Bijlage 2: Eerste orde systemen

Transcriptie:

1. Een blok-schema van een DC motor is gegeven in figuur 1. Vis) 1 m 1 Ls+R Js+b (0(5) K, Figuur 1: Blok-schema van een DC motor, a) Geef de overdrachtsfuntie G(s) = T(s)/V(s). Schrijf G(s) in de vorm K B(s) A( s y met K een constante en A(s), B(s) polynomen in aflopende machten van s. (12 p) G(s) T(s) V(s) 14 (-J +lo) ^ - Ces:) w x + Ki Ls> -t-r K fas*. 41 b) Stel nu dat de input van de motor kortgesloten is, dwz V(s) = 0. Geef de overdrachtsfuntie H(s) van een extern koppel T e (s) naar de stroom I(s). Het externe koppel T e (s) wordt opgeteld bij T(s). (12 p) H(s) m Te(s) 4 -t *4' - K z.o.z. 1

2. Gegeven is het volgende open-lus systeem: GW 8 0 (s + 2)(s + 3) 2 Ontwerp een PD regelaar D(s) = K p (l + T d s) zodat het geregelde systeem aan de volgende eisen voldoet: een cross-over frequentie van u c = 3 rad/s een fase marge van PM = 65 Laat alle stappen uit uw berekening zien. (30 p) K p = O. 6 3 ^ 2 p C (i^a - PM - -4l\Z r C+ ^0 0 «31, V Z A - 0X021 'Ij A = Schriftelijk tentamen Systeem- en Regeltechniek, 3 november 2011

3. Een lasrobot met overdrachtsfunctie G(s) wordt geregeld door een proportionele regelaar K p in de gesloten-lus configuratie zoals aangegeven in figuur 2. r + u ik w G(s) y Figuur 2: Blok-schema van de gesloten lus. De overdrachtsfunctie G(s) heeft de volgende vorm: K J s(s + 10)(s + 20) waarbij de exacte waarde van de parameter K onbekend is. Om K te bepalen, wordt een gesloten-lus experiment uitgevoerd met de proportionele regelaar K p = 1000 (de gesloten lus is asymptotisch stabiel met deze regelaar). Op de referentie input r(t) wordt een ramp signaal r(t) = O.lt gezet en de bijbehorende output y(t) wordt gemeten. Het foutsignaal e(t) =r{t) - y(t) is weergegeven in figuur 3. 0 1 2 3 4 5 Tijd [s] Figuur 3: Gemeten foutsignaal e(t). a) Bereken de constante K in de overdrachtsfuntie G(s). Tip: maak gebruik van de eindwaardestelling (final value theorem). (18 p) K = z.o.z. 3

e S - ^ 0-Y S (s4*oj(s+2o) ^-^>0 S ( C+fo) (s+2o) f /< /<,o b) Gebruik dezelfde proportionele regelaar if p = 1000 en veronderstel dat de constante K in G(s) niet bekend is. Geef de gesloten-lus karakteristieke vergelijking in de root-locus vorm en schets de bijbehorende root locus voor K > 0. Geef de richting van stijgende K aan. (12 p) Karakteristieke vergelijking: Schriftelijk tentamen Systeem- en Regeltechniek, 3 november 2011

c) Geef het interval van versterkingen K > O in G(s) voor welke het gesloten-lus systeem asymptotisch stabiel is. (20 p) /f -/ /<( co -> s, J w = 0 UJ = f200 d) Om de steady-state fout te elimineren, wordt het regelschema uitgebreid met de zgn. velocity feedforward versterking Kg, zie figuur 4. Figuur 4: Blok-schema met velocity feedforward (s is de Laplace operator). Neem K = 2, K v = 1000 en bereken de waarde van Kg zodanig dat de steady-state fout e ss = 0 voor de ramp referentie input (de steady-state waarde is gedefinieerd als e ss == lim^oo e(t)). (18 p) z.o.z. 5

K s = /loo 4 2. /f -4- ($+(o) (s-+2o) 20o -2l<ff "7 > 4 F-f y 4. Gegeven is de onderstaande asymptotenbenadering van de magnitude van een Bode diagram: 20 03 a 0 1-20 I -40 10 10 10 Frequentie [rad/s] 10 J 0 10 10 10 Frequentie [rad/s] 10 J Figuur 5: Asymptotenbenadering van een Bode diagram. Dit Bode diagram is getekend voor een stabiel, minimum-fase systeem met de onder- Schriftelijk tentamen Systeem- en Regeltechniek, 3 november 2011

staande overdrachtsfunctie G(s): G(s) = K{s + a)1 s n (rs + 1)p a) Bepaal de constanten K, m, n, p,aent in de overdracht functie G(s): (20 p) K = 0/ ra n _ f V = 4 a= 40 T = Berekening /motivering: ^el^va vo&\- uj-^o = - l iod % l&c^ Bij' \x>^4o ^Aj s 2x h^cf^t ~> /»» * 2, & K- 1 <> (/o c > ' ï ; ( G. <--'( \/foo 2 b) Bepaal aan de hand van het Bode diagram het systeem type (3p) Systeem type: 2. Motivering: i/ooir- Co -> O \r *0\ j \ c) Teken in figuur 5 nauwkeurig de asymptoten van de bijbehorende fase plot. Geef de fase in graden langs de verticale as. (5 p) 5. Gegeven is het volgende model in toestandsvorm: x(t) = [Z\ _ 4! )*(*)+( J ) «(*) y(t) = (2 l)x(t) a) Toon aan dat voor de open-lus overdrachtsfunctie G(s) = Y(s)/U(s) geldt s + 9 G(s) = s 2 + 2s + 9 z.o.z. 7

(10 p) <T O \ 2-24-f / + 1 \f O (g 1 b) Het systeem wordt geregeld door middel van een toestandsregelaar u(t) = Kx{t) met K = [ h\ k 2 ] de state feedback versterking. Bereken.ff zodanig dat de gesloten-lus karakteristieke polynoom een relatieve demping = 0.8 heeft en een natuurlijke frequentie u n = 20 rad/s. (20 p) K = ( $0.7S Q -j- ^^^v, + Co,, - 32 f LlOO ér- ook -1 L -7 - -<r \ S-*f-f& 2/ Einde tentamen Schriftelijk tentamen Systeem- en Regeltechniek, 3 november 2011