Tentin tekstisisältö

Sa. Mökillesi kyläilemään saapuva murrosikäinen maalaisserkkusi haluaa taas välttämättä kuunnella Antti
Tuiskun uutta levyä CD-soittimestaan. Ao. lohkokaavio kuvaa levyä (aivan liian usein) pyörittävän

moottorin tuottamaa vääntömomenttia 7', . Johda mallin karakteristinen polynomi. 2p.

Ti

 

 

5b. Mökkisi katolla on moottorin avulla käänneltävissä oleva antenni. Harmi vaan, että tuulenpuuskat vaikuttavat
antennin kääntymiseen. Antennin kääntymäkulman y riippuvuutta asetusarvostaan 7 ja tuulen aiheuttamasta

häiriöstä d kuvataan ao. lohkiksen mallilla. Laske (johda) siirtofunktio häiriöstä d kääntymäkulmaan y.
2p.

 

 

6a. Vietät mökillä koko viikon. Sen ajan ulkoilman lämpötila T;

ilma Vaihtelee sinimäisesti vuorokauden jaksonajalla

arvojen 5:? C ja 25-?C välillä. Matalan lammen vesi sekoittuu melko hyvin tuulisen sään ja uimareiden

ansiosta. Siirtofunktio lämpötilasta 7;

"ma Veden lämpötilaan 7) on, aikayksikön ollessa tunti, alla annettu

vesi

G(s). Laske veden lämpötilan vaihteluväli lämpötilan eksponentiaalisesti vaimenevan termin ollessa hyvin

lähellä nollaa. 2.5p.
1
G(s) ===
s+1

6b. Lammen vastarannalla on toinen suomalainen, joka huutelee sinulle pitkään yhtäsuntoista sinimäisesti
vaihtelevalla äänenvoimakkuudella. Vastarannalla käytetyn äänenvoimakkuuden ja mökkirannassasi
havaitun äänenvoimakkuuden riippuvuutta kuvaa alla annettu siirtofunktio D(s) . Esitä mallin vaihesiirto-
funktion kuvaaja sopivalle taajuusvälille lineaarista taajuusasteikkoa käyttäen. Merkitse kuvaan vaihesiirron P
arvo yhdellä kulmataajuudella w = x symbolisessa muodossa P =f(h,x) niin, että määrittelet selvästi funktion f.

D(s) = exp(-h:s)

Järjestävä palloseura toivottaa sinulle Rauhallisen Aciallista Juhannusta helpommin sulavin antimin. Tarkista
autosi iskunvaimennus ennen mökkiteille lähtemistä, etteivät kuoppaisen tien aiheuttamat impulssimaiset häiriö
liiaksi kiusaamaan. Varjele reaktioaikaasi valitsemalla tulovirtausnesteesi aciallisesti. Huomioi kyydissäoli
tankatun bensan tai dieselin vaikutus auton massaan ja sen myötä ajo-ominaisuuksiin. Muista säätötekniset
ohjausperiaatteet liikenteessä. Älä unohda liettä ja kiuasta päälle. Juhannusherkkuja syödessäsi huomioi kylläisyyden-
tunteen dynamiikka ylensyönnin välttämiseksi. Muista sulkea erilaiset pohjaventtiilit, äläkä unohda veneen pohjatappia.
Älä keikuta venettä edes poistovirtaustarpeen yllättäessä. Ole varovainen säädellessäsi veden lämpötilaa suihkussa
käydessäsi. Palaa ASEmiin automaatiota TUTkimaan ma 04.08.2008 joko klo 14.00 (preppaus) tai klo 14.30 (Luento
07). Hieman sitä ennen kertaa asioita esimerkiksi LAB-työohjeesta. Ratkaise sadepäivänä myös seuraava tehtävä: Jos
syöt pyttipannua vakiointensiteetillä k (yksikkö g/min) , ja kylläisyydentunteesi kehittyy aikavakiolla T (yksikkö min),
niin kuinka paljon liikaa olet syönyt saavuttaessasi kylläisyyden tunteen? Älä testaa käytännössä, älä edes juomalla ...

  

2/2
ACI-20010 ATP A-TESTI & PIKKUKOEUUSINNAT 22.06.2006"

Ei laskinta, ei omia kaavastoja. Vedä vastauspaperiin ulkomarginaaliviivat.

A-testi kattaa Tehtävät 1-6.

Tehtävän tunnuksen (esim. 2b) numero (tässä 2) on vastaavan pikkukokeen numeron.

 

Piirrä auton nopeuden hallinnan karkea lohkokaavio juhannuksen menoliikenteessä, kun kuljettajana on
selvinpäin oleva täysi-ikäinen vastuullinen ihminen. Nimeä lohkot sekä erisnimin että yleisnimin (yleis-
nimi on sovellusriippumaton tietyn osajärjestelmätyypin termistönimi, erisnimi on sovelluskohtainen). 3p.

Mikä voisi olla ns. myötäkytkennän (feedforward control) soveltamista juhannuksen paluuliikenteessä ? —1 p.

 

Juhannuksena kattilaan kaadetaan uusien perunoiden keittovettä tilavuus Vj. Kansi päälle ja lämmittämään

vettä kiehuvaksi (ennen perunoiden kattilaan laittamista) vaihtelevalla teholla ; P . Oleta lämpöhäviöt niin
vähäisiksi, että ne voidaan jättää huomiotta, ja piirrä veden lämpötilan kasvulle AT alkeislohkokaavio,
jossa esiintyy myös veden vastaanottama /ämpömäärä AO , joka ainakin aluksi on suuruusluokkaa

A0=c-p-V,-AT. 2p.
Erään juhannusruoan teollisessa valmistusprosessissa mömmöä siirretään liukuhihnalla, jonka pituus on 3

metriä ja jonka nopeus on 2 metriä sekunnissa. Mallinna liukuhihnalta poistuvan vaihtelevan mömmö-
virtauksen G, ja sille tulevan vaihtelevan mömmövirtauksen g, riippuvuus, ja esitä tulos kaavana

To () = ++ 2p.

 

Pumppaat mökillä juhannusvieraita odotellessasi vettä mökin sisällä olevaan säiliöön. Mutta voi: säiliön pohja-
venttiili on unohtunut auki. Ennen kuin huomaat sen ja ehdit sulkea venttiilin, vettä pääsee lattialle aika paljon.
Haluat jälkikäteen arvioida kotivakuutusta varten lattialle valuneen veden määrän lineaarisen dynaamisen mallin
avulla. Johda moinen malli, kun säiliön veden pinnankorkeus & riippuu pumpatusta tulovirtauksesta g alla

annetun differentiaaliyhtälön mukaisesti ja toimintapiste on h=0.25:
h=10-9—0.01-H"* 2 p.
Mökin upouutta sähkökiuasta lämmitetään 8£W :n teholla tunnin ajan, minkä jälkeen teho kytketään nollille.

Laske ilman kaavaston Laplace-taulukkoa eli sopivalla integrointilaskelmalla sähkötehofunktion Laplace-
muunnos olettaen, että lämmitys alkoi hetkellä nolla. 2p.

 

4c.

Ajokunnossa olevan kuskin reaktioaika on 0.2 sekuntia. Mikä on tätä reaktioaikaa vastaava siirtofunktio?
1p.
Tehtävän 2a vedenkaato-operaation dynaaminen malli on V =g missä g on vaihteleva tilavuusvirtaus,

ja V on kattilan kasvava vesitilavuus, joka saavuttaa lopulta arvon V, . Mikä on operaation siirtofunktio? 1 p.

Juhannusliikenteessä ajavan auton nopeuden v karkea malli on M-V=u—-b-v ,missä 4 on moottorin
tuottama voima , 7 on auton vakioksi arvioitu massa ja b on vakio. Johda mallin siirtofunktio. 2p.

' Double-Sided-High-Density -testi: siis KÄÄNNÄ!

1/2