Control system development

Karteikarten und Zusammenfassungen für Control system development an der Karlsruher Institut für Technologie

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Ziegler-Nichols method

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Step response

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Transfer function

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Impulse response

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Laplace differentiation

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Laplace transformation

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Process flowchart

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Signal flowchart

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Model based fault detection

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Signal based detection of fault

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Disturbance

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Accident

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Control system development

Ziegler-Nichols method

Method for designing PID parameters

Precondition: Lag system with S-Shaped step response. 

  1. Operate with pure P-Controller
  2. Increase gain of P-Controller until closed loop has undampended oscillations. Note critical gain and corresponding period
  3. Set parameters according to table

Control system development

Step response

1/s G(S) = H(S)

Control system development

Transfer function

Y(s) = G(S) * U(S)

G: Transfer

U: Input

Y: Output

Control system development

Impulse response

H(S) = G(S)

➔ Integral over step response

Control system development

Laplace differentiation

Multiply with s^n (n degree of differentiation) and add 0 terms

Control system development

Laplace transformation

Transform function from time domain into image domain for easier integration and differentiation

Control system development

Process flowchart

Contains all devices and machines for the process

Control system development

Signal flowchart

Shows main process steps and main material flow

Control system development

Model based fault detection

Simulate system based on model and compare values

  • Possibly faulty model
  • Model has boundary conditions
  • Model is resource intensive
  • Disturbances of real system not part of model

➔ Used for complex situations

Control system development

Signal based detection of fault

Know what signals are correct and compare signal with threshold. 

  • Reference has to be known
  • value has to be measured
  • possibly complex compare function

➔ Use for simple cases

Control system development

Disturbance

Unknown/uncontrollable influence on a system that has to be handled

Control system development

Accident

A hazard occurs

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