Antal högskolepoäng: 10. Betygskala: TH. Nivå: A (Avancerad nivå). Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska. Överlappar följande kurs/kurser: FRT031 och FRT031. Valfri för: C4, C4sst, D4, D4ps, D4sst, E4, E4ps, E4ra, F4, F4rs, I4, M4, M4me, N4, Pi4. Kursansvarig: Professor Karl-Erik Årzen, karl-erik.arzen@control.lth.se, Inst f reglerteknik. Förutsatta förkunskaper: EDA011/EDA016 Programmeringsteknik och FRT010 Reglerteknik AK. Kan ställas in: Vid mindre än 15 anmälda. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen (5 tim), tre laborationer. Vid färre än fem anmälda kan omtentamina ges på muntlig form. Övrigt: Det är en fördel om man tidigare har läst kursen Realtidsprogrammering (EDA040). Kursen får ej ingå i examen tillsammans med FRT031. Hemsida: http://www.control.lth.se/course/FRTN01.

Syfte
Syftet med kursen är att teknologen skall lära sig hur man designar och implementerar datorbaserade reglersystem.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• kunna definiera grundläggande begrepp för realtidsystem

• förstå för och nackdelar med olika implementationsmetoder för realtidsystem

• förstå kommunikation och synkronisering med hjälp av semaforer, monitorer och meddelanden

• kunna redogöra för hur en realtidskärna är uppbyggd och fungerar

• kunna designa datorbaserade regulator genom diskretisering av kontinuerliga designer och genom sampling

• kunna beräkna samband mellan tidsdiskreta modeller i form av differensekvationer, transientsvar och pulsöverföringsfunktioner

• kunna beräkna datorbaserade regulatorer på tillståndsåterkopplingsform respektive PID form

• förstå hur tidsfördröjningar och jitter påverkar reglerprestanda

• vara bekant hur Grafcet, Petrinät och tillståndsmaskiner används för att implementera och analysera händelsestyrda reglersystem

• förstå problemställningar associerade med reglering över näterk

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna implementera mindre datorbaserade reglersystem med hjälp av ”concurrent programming” metoder

• kunna applicera grundläggande schemaläggningstekmik för realtidssystem

• kunna utveckla ett realtidsystem inom något område av kursen i projektform

• kunna presentera projektresultat och erfarenheter på muntlig och skriftlig form

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• förstå betydelsen av formella metoder för säkerhetskritiska realtidsystem

• visa förmåga till lagarbete och samverkan i grupp inom projekt och vid laborationer.

Innehåll
Ett realtidssystem karaktäriseras av att det inte bara är beräkningens resultat som är av betydelse utan också tidpunkten när resultatet produceras. Datorer som används för styrning och reglering är ett bra exempel på realtidssystem eftersom de måste arbeta periodiskt i en tidskala anpassad till den reglerade processens tidskala och samtidigt kunna reagera på yttre händelser, ofta inom en viss tidsrymd. Två typer av exempel industriella styrsystem och dedicerade inbäddade (embedded) styrsystem för t.ex. flygtillämpningar, autonoma farkoster eller industrirobotar. Kursens syfte är att studera metoder för design och implementering av regertekniska realtidssystem. Implementeringsdelen sker i projektform.

Kursen innehåller följande moment: översikt av programmeringstekniska metoder för hantering av realtid inkl realtidsprimitiver för synkronisering och för garanti av ömsesidig uteslutning samt realtidskärnor och realtidsoperativsystem, datorrealisering av enkla regulatorer, diskretisering av kontinuerliga regulatorer, sampling av kontinuerliga system, insignal-utsignal modeller för tidsdiskreta system, sekvensstyrning med hjälp av Grafcet, schemaläggning, integrerad reglering och schemaläggning, implementationsaspekter, reglering över nätverk.

Litteratur
Årzén K-E: Real-Time Control Systems. Senaste upplagan. Förmedlas av institutionen + material som tillhandahålls av institutionen.