Område 12
Reguleringsteknik
Tilbagekobling, der holder et system på kurs
Reguleringssystemer måler, hvad en maskine gør, sammenligner det med, hvad den burde gøre, og retter det til, igen og igen. Denne tilbagekobling holder et rum på den rigtige temperatur eller en tank på det rigtige vandniveau.
Hvem det passer til
Elever, der kan lide grafer og finjustering, og alle, der har undret sig over, hvordan en termostat holder et rum varmt.
Det lærer du
- Hvad tilbagekobling (feedback) er: mål, sammenlign, korrigér
- Hvordan sensorer og regulatorer arbejder sammen
- Hvordan en PI- eller PID-regulator beslutter, hvor kraftigt den skal reagere
- Hvorfor et system kan skyde over målet eller svinge, og hvordan man gør det stabilt inden for undervisningsmodellen
Eksempler på forsøg
-
Hold en virtuel tank på et ønsket vandniveau ved at styre en ventil.
-
Indstil en regulator, og se, om temperaturen skyder over målet.
-
Slå tilbagekoblingen fra og til, og sammenlign, hvordan systemet opfører sig.
Det kan du bygge
-
En termostat til et drivhus
-
En vandstandsregulator til en tank
-
En motor, der holder et stabilt omdrejningstal
Disse eksempler viser, hvilken slags arbejde der hører til området. De lektioner, der bliver udgivet, kan afvige fra dem.
Hvad simuleringen forenkler
- Systemerne er forenklede undervisningsmodeller: de viser idéen bag regulering, ikke en rigtig maskines nøjagtige opførsel.
- Rigtige sensorer har støj og er langsomme, og rigtige maskiner har begrænsninger, som en model kan udelade.
Enhver simulering forenkler virkeligheden. At vide, hvordan den gør det, er en del af at lære ingeniørfaget.
Sammenhæng med skolefag
Matematik (grafer og ændringshastigheder), fysik, informatik, teknologi
Forbindelser til andre områder
Reguleringssystemer bygger på automatisering, sensorer og elektriske kredsløb, og de holder robotter, varmeanlæg og vandsystemer stabile.
Godt at vide
Din krop bruger også tilbagekobling: når du bliver for varm, sveder du for at køle ned, og når du fryser, ryster du for at blive varm.