ITD30019 Digital styring og cyber-fysiske systemer (Høst 2024)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk emne i:

• bachelorstudiet i ingeniørfag - data
• bachelorstudiet i ingeniørfag - data, Y-veien 
• bachelorstudiet i ingeniørfag - data, Tress 

Absolutte forkunnskaper

Bestått eksamen i følgende emner eller tilsvarende: 

• ITD15020 Kalkulus

• ITF10619 Programmering 2

Undervisningssemester

5. semester (høst).

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskap

Studenten 

• kjenner til de viktigeste utfordringene når fysisk utstyr eller prosesser kontrolleres ved hjelp av en innebygd datamaskin.
• kan bedømme en gitt innebygd kontroll-løsning - bestemme om prøveperioder, OS-valg, kontrollalgoritmer osv. kan løse det gitte kontrollproblemet.
• kjenner til de viktigste kommunikasjonsstandardene i industrielle kontrollsystemer.
• har gode kunnskaper om utvikling og anvendelse av cyber-fysiske systemer.

Ferdigheter

Studenten

• kan designe et enkelt reguleringssystem på en ofte brukt innebygd databehandlingsplattform som Arduino eller Raspberry Pi.
• kan analysere en løsning ved å kombinere a) fysiske systemmodeller og b) kontrollalgoritme og dens implementering i kode.
• kan implementere og feilsøke et enkelt innebygd kontrollsystem.
• kan benytte Matlab og programmeringsspråk for å utvikle cyber-fysiske løsninger.

Generell kompetanse

Studenten 

• forstår hvordan informasjon- og styringsteknologi er basis for effektiv og smarte cyber-fysiske løsninger.
• har kunnskap om begreper og terminologi innenfor emnets temaer. 

Innhold

Emnet vil omhandle følgende temaer.

• Behandling av digitale og analoge signaler.
• Tids- og frekvensresponsanalyse.
• De vanligste metoder for styring og regulering.
• Samplede systemer.
• Introduksjon til kommunikasjonsløsninger benyttet i cyber-fysiske systemer.
• Introduksjon til Programmerbare Logiske Styringer (PLS).
• Bruk av MatLab/Simulink  til beregninger og analyse.
• Praktiske oppgaver/prosjekter for å underbygge teorien.
• Introduksjon til concurrent programmering og andre sanntidsutfordringer i databehandling.

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, seminarer/workshops, gruppearbeid, prosjekt og laboratorieøvinger.

Arbeidsomfang

Ca 250 timer.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

Studenten må:

• levere 4 øvinger

• levere inn inntil 3 praktiske laboratorieoppgaver/prosjekter

Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.

Eksamen

Muntlig eksamen i gruppe og individuell skriftlig eksamen. 

Sluttkarakteren settes på bakgrunn av to deleksamener. Hver deleksamen må være bestått for å få hele emnet bestått.

Deleksamen 1 er en muntlig eksamen med prosjektpresentasjon i gruppe. Hvert medlem av gruppen blir gitt individuelle spørsmål relatert til prosjektet. Det gis individuell karakter A-F. Deleksamen 1 teller 50% på endelig karakter i emnet.

Deleksamen 2 er en fire-timers individuell, skriftlig skoleeksamen.  Hjelpemiddel: inntil 10 A4-ark med håndskrevne notater på begge sider (20 sider). Karakterskala A-F. Deleksamen 2 teller 50% på endelig karakter i emnet.

Det benyttes karakterskala A-F.

Sensorordning

Ekstern og intern sensor eller to interne sensorer skal medvirke.

Vilkår for ny/utsatt eksamen

Ved ny eller utsatt eksamen kan hver eksamensdel avlegges på nytt.

Ny og utsatt eksamen gjennomføres samtidig med neste ordinære eksamen. Instituttledelsen kan likevel beslutte å arrangere utsatt eksamen i påfølgende semester for studenter med gyldig fravær ved ordinær eksamen.

Evaluering av emnet

Dette emnet evalueres på følgende måte:

• Sluttsemesterevaluering (obligatorisk)

Den emneansvarlige lager en oppsummering på bakgrunn av studentenes tilbakemeldinger og sine egne erfaringer med emnet. Oppsummeringen behandles av Programutvalget ved Institutt for informasjonsteknologi og kommunikasjon.

Litteratur

Gjeldende litteraturliste for 2024 Høst finner du i Leganto