och reglerteknik - Åbo Akademi

• Mekanik.
Varvtalsreglering av motorer, aktivfjädring, ABS bromsar m.m.
• Processteknik
Höga kvalitetskrav p˚a framställda produkter, begränsningen av t.ex. r˚amaterialanvändning,
energiförbrukning och utsläpp till ett minimum skulle inte kunna uppn˚as utan
l˚angt g˚aende reglering och automation av processerna. Reglertekniken utgör ett av de
viktigaste verktygen för att uppn˚a kvalitets- och produktivitetkraven inom processindustrin.
• Datateknik.
Reglering förverkligas i praktiken med hjälp av datorer. Regler- och styrprogrammen är
realtidssystem och dessutom ofta inbyggda system. Reglering och automation hör till
de viktigaste tillämpningsomr˚adena av datateknik.
Reglerproblem är, s˚asom vi skall se, ocks˚a av intresse utanför tekniken, t.ex. inom ekonomin
eller medicinen. Mera teoretiska aspekter av reglerproblem studeras dessutom i tillämpad
matematik.
2.2 Signaler och system
Vi har i samband med exemplen ovan talat om variabler, s˚asom y(t), u(t) osv, som är funktioner
av tiden. S˚adana variabler kallas signaler, och de kan karakteriseras genom att de
inneh˚aller information av olika slag. Signalen y(t) i exempel 2.1 ger t.ex. information om
bilens hastighet som funktion av tiden. Förutom signaler har vi system, som kännetecknas av
den verkan de har p˚a signaler. Bilen i exempel 2.1 är ett system som beskriver hur signalen
y(t) beror av signalerna u(t) och d(t).
2.2.1 Blockschema
Man brukar ange sambanden mellan olika signaler och system i form av blockscheman. Figur
2.3 visar ett system S med tv˚a insignaler, u(t) och d(t), samt en utsignal y(t). Här är u(t) en
styrsignal, som vi kan manipulera för att p˚averka systemet, medan d(t) är en störning, som
vi ej kan manipulera men som p˚averkar systemet. Signalen y(t) är en utsignal fr˚an systemet,
som vi kan mäta.
Exempel 2.3
Bilen i exempel 2.1 är ett system med styrsignalen u(t) (gaspedalens läge) och störningen Fg
(gravitationskraften), samt utsignalen v(t) (hastigheten). Själva systemet beskrivs av sambandet
mellan insignalerna och utsignalerna, dvs differentialekvationen (2.6).
7