Matemaattiset menetelmät sähkö- ja automaatiotekniikassa (15 op)

Tavoitteet

Tämän kurssin suoritettuaan opiskelijalla on syvempi osaaminen edistyneestä sähkö- ja automaatiotekniikan alan matematiikasta. Opiskelija osaa käyttää differentiaali- ja integraalilaskentaa alaan liittyvässä ongelmanratkaisussa. Hän osaa käyttää Matlab-ohjelmaa analysoidessaan monimutkaisia matemaattisia ongelmia

Sisältö

1. Differentaali- ja integraalilaskenta usean muuttujan funktioissa
• Osittaisderivaatta
• kaksois- ja kolmoisintegraalit
• viivaintegraali
• Stokesin lause, Greenin teoreema ja Gaussin divergenssilause
• Matlab harjoitukset

2. Säätötekniikka ja sovellettu matematiikka
• systeemi- ja säätöteoria
• differentiaaliyhtälö säätötekniikassa
• matriisit ja matriisialgebra
• dynaaminen systeemi
• siirtofunktio taajuustasossa
• PID-säädin
• säätimien suunnittelu ja analysointi
• dynaamisten systeemien simulointi
• Matlab harjoitukset

3. Integraalimuunnokset ja signaaliteoria
• signaalit ja systeemit aikatasossa
• konvoluutio
• Fourier’n sarja
• Fourier-muunnos
• Modulaatio
• Matlab ja CAD -harjoitukset

Oppimateriaalit

Lecture recordings
Lecture materials
Erwin Kreyszig : Advanced Engineering Mathematics

Opetusmenetelmät

Lectures
Exercises & homework
Exams

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Two exams on last week of the course

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Three equal parts
- Differential and integral calculus in multivariable functions (~135 h)
- Control engineering and applied mathematics (~135 h)
- Integral transformation and signal theory (~135 h)
--------------------------
~90 h lectures
~300 h studying, exercises and homework
~8 h exams

Sisällön jaksotus

3 x 4 h/week, evening lectures

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

The student has achieved the course objectives fairly. The student will be able to identify, define and use the course subject area’s concepts and models. The student understands the criteria and principles of the expertise development. The student has completed the required learning exercises in minimum requirement level. His/her competences have developed in a way that he/she may complete the remaining studies and finally work in a suitable job position related to this field.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

The student has achieved the course objectives well, even though the knowledge and skills need improvement on some areas. The student has completed the required learning exercises in good or satisfactory level. The student is able to define the course concepts and models and is able to justify the analysis. The student is able to apply their knowledge in study and work situations. The student understands the importance of expertise in the field and is able to analyze his/her own expertise.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

The student has achieved the objectives of the course with excellent marks. The student master commendably the course subject area’s concepts and models. The student has completed the required learning exercises in good or excellent level. The student is able to make justified and fluent analysis and to present concrete development measures. The student is well prepared to apply their knowledge study and work situations. Students are able to analyze the expertise and the evolvement of their own expertise.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Exercises
Homework
Exams