Vad betyder reglerteknik?

En ingenjörskurs :P Det är väl här man stöter på PID-controllers 

Tillämpad fysik och matte i en underbar kombination! ;-)

Betoning på andra e’et.

Reglerteknik är en av de absolut häftigaste saker man kan lära sig som ingenjör och dess tillämpningsområden är oändligt många. Min föreläsare i reglerteknik utvecklade en manick som när du tog på den kunde kännas som nästan vilken yta som helst (skrovlig, slät, sandpapper, blöt).

Du har säkert sett BIG DOG eller liknande från Boston Dynamics. Väldigt mycket av deras beteenden är reglerteknik i grunden.

Det är teknik för att reglera något helt enkelt. Används flitigt inom kraftigt automatiserade industrier som processindustrin.

Det kan till exempel handla om att du har en vattentank där du vill hålla en viss mängd vatten. Från tanken pumpas vatten någon annanstans så du vill inte att tanken blir tom och inte heller att den svämmar över.

I ett sådant fall kan man sätta en nivågivare som mäter vattenhöjden i tanken som sedan skickar en signal till en regulator. Man ger ett börvärde (det värde på höjden man vill hålla) till regulatorn medan givaren skickar ett ärvärde (det uppmätta värdet). Om nivån är för hög ger regulatorn en utsignal till pumpen att öka varvtalet och därmed pumpa ut mer vatten så att nivån sjunker. Om nivån är för låg ger den en signal att varva ner pumpen så att en mindre mängd pumpas ut. 

Som du kan förstå så vill man inte ge full gas till pumpen om ärvärdet ligger nära börvärdet, men om ärvärdet ligger långt ifrån börvärdet kanske man vill ge full gas eller stänga av den helt och hållet och ganska snabbt. För att avgöra sånt finns olika metoder såsom PID. 

Reglerteknik är troligen det mest användbara man kan läsa om man vill jobba ute i industrin. Speciellt i ditt fall eftersom du läser bioteknik. Det är användbart att t.ex. kunna automatisera en bioreaktor så att den håller ett konstant pH eller tryck.

Kálmánfilter. 

Och robotics.
Bredare teknikområde får man leta efter. Gillar man matte finns alla möjligheter att kunna kombinera avancerad matematik med klassiska ingenjörsämnen som mekanik, ellära och datateknik. 

Tack för allas svar.

Men är det en förkortning till regleringsteknik? Det säger mcyket mer om ämnet (och dess uttal).

Det kanske man kan säga. Ett ord som är bildat på liknande sätt är kvadrerbar, av kvadrera. 

Styr-och reglerteknik var inte det mest populära ämnet när jag läste kemiteknik på Chalmers förra årtusendet - kursen kallades spy och lägg ner.

Tänk för att så tycker jag också!

Om kursen är abstrakt och generaliserande (och däremed mer tillämpbar på andra ämnen som ekonomi eller bioteknik), alltså är mattetung, kan jag överväga åsikten. Teraeagles svar blir jag glad av.

Adaptiva regulatorer.... wow!

Det finns ett stort mått av traditionellt ingenjörshantverk i reglerteori. Man ritade linjer på millimeterpapper som representerade diverse gränsfall, och drog sedan en ungefärlig kurva och resonerade om var poler fanns, och satte ihop överföringsfunktioner så att det blev bra, ungefär. En matematisk grund fanns och finns förstås också, och det finns säkert intressanta rent matematiska forskningsområden där. Med digital teknik (inte så ny längre, men ganska ny på min tid) så kan man göra mycket mer med datorer, och det betyder förmodligen att många fler sorters transformer och filter osv. är realistiska att använda. Vad en kurs fokuserar på får man se i kursbeskrivningen.

I korthet går reglering ut på att man har en infunktion f_i(t) som ger nån sorts amplitud som funktion av tiden, och man ska konstruera en transform som när den tillämpas på f_i ger en utfunktion f_u(t) som har vissa krav på sig, oftast att dess värde ska ligga i ett visst intervall, eller att fördröjningen gentemot f_i inte får vara för stor. Om f_i vet man något, t.ex. inom vilket intervall värdena ligger, eller vilka frekvenser som ingår i den, men inte mer. Så det är ett rent matematiskt problem i den meningen. Ingenjörsmässigt är problemet att realisera transformen med mjukvara eller hårdvara av något slag, till ett överkomligt pris.

Att det är en transform täcker in att f_u(t) till en del beror av tidigare värden på f_u. Om den inte gör det kallas det "styrning" i stället för "reglering", och då har man inte f_i alls. 

Styrning är när du fyller ett glas med vatten utan att ens titta, för du vet hur mycket vatten som kommer och hur lång tid det tar, för du har gjort det hundra gånger förut. Reglering är att titta, och anpassa vattenstrålen efter hur mycket som är kvar att fylla.

Någon som kan reglerteknik skrattar säkert ihjäl sig av min beskrivning.

Laguna skrev:

Det finns ett stort mått av traditionellt ingenjörshantverk i reglerteori. Man ritade linjer på millimeterpapper som representerade diverse gränsfall, och drog sedan en ungefärlig kurva och resonerade om var poler fanns, och satte ihop överföringsfunktioner så att det blev bra, ungefär. En matematisk grund fanns och finns förstås också, och det finns säkert intressanta rent matematiska forskningsområden där. Med digital teknik (inte så ny längre, men ganska ny på min tid) så kan man göra mycket mer med datorer, och det betyder förmodligen att många fler sorters transformer och filter osv. är realistiska att använda. Vad en kurs fokuserar på får man se i kursbeskrivningen.

I korthet går reglering ut på att man har en infunktion f_i(t) som ger nån sorts amplitud som funktion av tiden, och man ska konstruera en transform som när den tillämpas på f_i ger en utfunktion f_u(t) som har vissa krav på sig, oftast att dess värde ska ligga i ett visst intervall, eller att fördröjningen gentemot f_i inte får vara för stor. Om f_i vet man något, t.ex. inom vilket intervall värdena ligger, eller vilka frekvenser som ingår i den, men inte mer. Så det är ett rent matematiskt problem i den meningen. Ingenjörsmässigt är problemet att realisera transformen med mjukvara eller hårdvara av något slag, till ett överkomligt pris.

Att det är en transform täcker in att f_u(t) till en del beror av tidigare värden på f_u. Om den inte gör det kallas det "styrning" i stället för "reglering", och då har man inte f_i alls. 

Styrning är när du fyller ett glas med vatten utan att ens titta, för du vet hur mycket vatten som kommer och hur lång tid det tar, för du har gjort det hundra gånger förut. Reglering är att titta, och anpassa vattenstrålen efter hur mycket som är kvar att fylla.

Någon som kan reglerteknik skrattar säkert ihjäl sig av min beskrivning.

Jag skrattar inte, men jag skulle kalla att fylla ett vattenglas utan att titta, för reglering också. Men open-loop-reglering istället för reglering med feedback. 

Det måste finnas enorma möjligheter för avancerad matematik i reglerteoretiska kurser, men såklart inte i grundkurser.

Sen ska man väl påpeka att reglerteknik är ett mycket bredare ämne än "något som ingenjörer pysslar med". Reglertekniken är lika gammal som livet och mycket inom biokemin bygger också på reglerteknik som är slående lik "vår" reglerteknik. Saker som inhibering och feedback påverkar och styr vilka proteiner som bildas, vilka metabola reaktionsvägar som är aktiva/inaktiva och vilka gener som kommer till uttryck i en cell.

Nästa gång du går på dass, så kan du ju fundera över hur låg teknologi ser till att toaletten inte svämmar över.