Exam text content

0

Hyi Ghln

ASE-1251 Järjestelmien ohjaus C-testi 01.12.2014 klo 17-19

Ei omia kaavastoja, kirjallisuutta, laskimia, apuvälineitä. Saat lainaksi kaavaston. Älä kirjoita/
piirrä siihen mitään. Palauta kaavasto lähtiessäsi pois. Poistua saa 30 minuutin kuluttua
startista. Vajaista ja/tai huolimattomasti esitetyistä vastauksista ei saa täysiä pisteitä.

Tehtävä C09

a) Lämpötilan asetusarvoa suodatetaan alipäästösuotimella samalla Celsius-asteista
Fahrenheit-asteisiin siirtyen. Suotimen amplitudivahvistuksen M riippuvuus kulmataajuu-

desta w esitellään alla. Päättele/laske alipäästösuotimen kaistanleveys: 1p.
9
M
0) 20w? +5

b) Siirtofunktio Romeon teoista Julian tunteisiin on alla oleva G. Johda sen amplitudivah-
vistuksen ja vaihesiirron lausekkeet (rakkaussuhteen stabiiliusanalyysia varten?). Oleta
malli stabiiliksi. Google'ta jälkikäteen: Dynamic model of love.

cexp(-d s) 3p.

G(s) =
(5) s +as+b

Tehtävä C10

Alla on erään lämpötilan säätöpiirin toimilaitteen, prosessin ja mittaussysteemin sarjaankyt-
kennän Bode-diagrammin osa. Se on oheisten kysymysten kannalta riittävän edustava:

a) Jos säätimeksi valittaisiin P-säädin, jonka proportionaalivahvistus on 10, niin minkä suu-
ruisia olisivat vaihevara, dB-vahvistusvara ja viivevara. Ota huomioon tuo 10! 3p.

b) Pomo haluaakin lopulta säätimen, jonka amplitudivahvistus M(w) ja vaihesiirto P(w)
kulmataajuudelle w ovat M(w)=k/w ja P(w)=-(r/2)-rad. Valitse k niin, että

vaihevaraksi saadaan 45”. 1p.

Magnitude (48)

Phase (deg)

 

Freguency (rad/s)

 
 

Tehtävä C11

a) Erään kiintolevyaseman lukupään paikkakoordinaatti y riippuu asetusarvostaan r ja
kuormitushäiriöstä d alla annetun polynomimallin kuvaamalla tavalla niin, että D on d:n
Laplace-muunnos jne. Oletetaan funktioille 7, d vakioarvot r,, d,. Tutki Loppuarvoteo-
reeman avulla säätövirheen käyttäytymistä ajan kasvaessa rajatta eli kun 1 >».

(s? +45+c)-Y(s)=c-R(s)- D(s) 3p.
b) Muuttujan x funktion m määrittelylauseke on alla. Johda funktion m herkkyysfunktion
lauseke ja esitä herkkyys graafisesti muuttujan x arvovälille (0, 2). 1p.
m(x)=e"
Tehtävä C12

a) Erään vahvasti aidon BIBO-stabiilin toisen kertaluvun systeemin ei-negatiivinen askelvas-
te alkaa arvosta O, on jatkuva, päätyy äärelliseen positiiviseen loppuarvoon mutta saa
myös loppuarvoaan suurempia arvoja. Hahmottele karkeasti systeemin mahdolliset
napa-nolla -kuviot. 1.5p.

b) Laske Tehtävän C09b mallin yksikköaskelvasteen JE -luvun arvo. 1.5p.

c) Tehtävän CO9b mallin yksikköaskelvasteen nousuaika 7, ja asettumisaika 7, halutaan.
Parametrin d arvolle 0 ne olisivat tunnetut arvot T,, ja T,,. Lausu T, ja T, lukujen T,,,
T , ja d funktioina. 1.0p

 

TÄRKEÄ TIEDOTE ja KIITOS ETUKÄTEEN!

Tästä lukukaudesta alkaen TTY edellyttää jokaisen opintojakson jokaiselta opiskelijalta opin-
tojaksopalautteen POPin Kaiku-palautesovelluksen kautta. Opiskelija tulee näkemään saa-
vuttamansa arvosanan POPista vain, jos hän on antanut Kaiku-palautteen ennen
katsomisyritystä Palautetta voinee antaa la 06.12. alkaen. Osa kysymyksistä on monivalinta-
kysymyksiä, kun taas osaan vastataan ”vapaalla sanalla”.

Annathan palautteesi eli ”opintojaksoprosessin oloarvon mittaustuloksesi” vakaan harkinnan
perusteella, rakentavasti. ”Vapaan sanan” palaute on erityisen hyödyllistä. Käytämme palau-
tettasi säätäessämme (!) opintojaksoa tuleville saapumiserille.

Vain yksi kysymys koskee ASE-1250-laajennusta, jonka paikallinen ässävalmentaja tarjoaa
sitä erityisesti kaipaaville vielä tänä lukuvuonna. Kysymyksen tunnistat viittauksesta opinto-
jaksoon ASE-1250. Niinpä muihin kysymyksiin (siis mukaan lukien työtuntimääräkysymys-
kin) odotamme vastausta vain suppeamman opintojakson ASE-1251 (4 op) kokemustesi
perusteella. Sisällytä ASE-1251-työtuntimäärääsi myös bonusistunnot mutta älä osatentin/
tentin tunteja. Tulkitse ”tunti” luentotunnin mittaiseksi eli 45 minuutiksi, myös oman ajan
käytön osalta. Ole johdonmukainen, myös työläysarvioinneissa: ASE-1251 (4 op) saattaa
olla työläämpi kuin joku muu opintojaksosi. Kuitenkin 4 opintopisteen opintojakson osalta
väite ”liian työläs” on opintopistenormin mukaan perusteltu vasta kokonaistyötuntimäärän
ollessa 107 tuntia tai suurempi. Jotkut saattavat sitä paitsi ajatella noiden 107 tunnin olevan
60-minuuttisia ...