AKTS - Kontrol Sistemleri

Kontrol Sistemleri (EE326) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Saati Uygulama Saati Laboratuar Hours Kredi AKTS
Kontrol Sistemleri EE326 3 0 0 3 5
Ön Koşul Ders(ler)i
MATH 275 ve MATH 276
Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü N/A
Dersin Seviyesi Lisans
Ders Verilme Şekli Yüz Yüze, Karma
Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım, Tartışma, Soru Yanıt, Sorun/Problem Çözme.
Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
  • Öğr. Gör. Hayrettin KARABUDAK
  • Prof. Dr. R. Özgür DORUK
  • N/A
Dersin Asistan(lar)ı
Dersin Amacı Öğrencilerin sürekli zamanda denetleyici tasarlayabilme bilgi ve becerisi kazandırmak amacıyla kapalı döngü sistem analiz yöntemlerinin öğretilmesi amaçlanmaktadır.
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • Geri besleme kavramını ve bunun kontrol sistemleri tasarımındaki rolünü açıklar
  • Mekanik, termal ve elektriksel sistemler gibi çeşitli fiziksel sistemlerin matematiksel modellerini türetebilir.
  • Laplace tanım alanında geçiş fonksiyonu kavramını açıklar, bu yaklaşımı kullanarak kontrol sistemleri tasarımında kullanılan blok diyagramları analiz edebilir. Blok diyagram cebiri yoluyla modelleri indirgeyebilir.
  • Herhangi bir doğrusal sistemin geçici ve kararlı hal cevaplarını analiz edebilir. Kontrol sistemi tasarımında bu bölümlerden beklenen özellikleri kullanarak tasarım yapabilir.
  • Herhangi bir doğrusal sistemin kararlılık durumunu inceleyebilir. Bu analizlerde Routh Hurwitz yöntemini kullanabilir.
  • Kapalı döngü sistemin kararlılığını kök dağılımı grafiğinden yararlanarak yapabilirler.
  • Kapalı döngü sistemin kararlılığını frekans cevabı (Bode) grafiklerinden yararlanarak açıklayabilir. Kazanç ve faz sınırı kavramını açıklar ve kararlılık analizinde bu tanımlardan yararlanır.
  • Kapalı döngü sistemin kararlılık analizinde Nyquist grafiklerinden yararlanır.
  • Basit bir denetleci kök dağılımı yönteminden yararlanarak tasarlayabilir.
  • Basit bir denetleci frekans cevabı yöntemlerini kullanarak tasarlayabilir.
  • Oransal, türevsel ve tümleyici (PID) denetleç tasarımını bu derste öğrendiği yaklaşımları kullanarak yapabilir.
Dersin İçeriği Laplace Dönüşümü, Transfer Fonksiyonları, Kararlılık, Kalıcı-Durum Hata Analizi, Kök-Yer Eğrisi Yöntemi, Frekans Cevabı Yöntemi

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

Hafta Konular Ön Hazırlık
1 Kontrol sistemleri kavramlarına giriş, geri beslemenin öenmi, negatif ve pozitif geri besleme, kontrol sistemlerinin blok diyagramlar ile gösterimi herhangi bir hazırlık gerekli değildir.
2 Sürekli zaman sistemlerimn tekrarı, sistemlerin differansiyel denklemler vasıtasıyla gösterimi, Laplace dönüşümü konusunun tekrarı, geçiş fonksiyonları ve geçiş fonksiyonlarının blok diyagramlarla kullanılması, block diyagram cebir işlemleri geçen haftanın konularını gözden geçiriniz
3 Matematiksel modellemeye geçiş, mekanik, termal ve elektriksel sistemlerin modellemeleri, bu modellemelerde elektriksel analoji (elektriksel denklik) yaklaşımının kullanımı, modellerin transfer fonksiyonu ile gösterimi Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
4 Zaman tanım alanında kontrol sistemlerinin analizi, geçici ve kararlı hal bölgesinde analiz, birinci ve ikinci derece sistemler ve karakteristik özellikleri Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
5 Sürekli zaman sistemlerde kararlılık analizi Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
6 Kök dağılımı grafikleri ve sistem kazancının kapalı döngü sistemin kararlılığına olan etkisi Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
7 I. Ara Sınav Bu haftaya kadar olan tüm konuların tekrar edilmesi
8 Frekans Yanıtı, kapalı döngü sistemlerin frekans değişimine karşı verdiği yanıt, bode diyagramları, kazanç ve faz sınırı kavramları, frekans tanım alanında kararlılık analizi Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
9 Nyquist Diyagramları, Nyquist Kararlılık Kriteri Geçen haftanın konularını tekrar ediniz.
10 Kök dağılımı grafikleri yardımıyla kontrol sistemi tasarımı. Gecikmeli ve İleri kompenzatör tasarımları Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
11 Laplace tanım alanında kutup yerleştirme yöntemleri Geçen haftanın konularını tekrar ediniz.
12 Frekans tanım alanında geriletici ve ileri kompenzatör tasarımı yapma. Kazanç ve faz sınırlarının kompenzatör tasarımındaki önemi. Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
13 Oransal, Türevsel + Tümleyici (PID) Kontrol sistemlerinin analizi ve tasarımı Geçen haftanın konularını tekrar ediniz
14 II. Ara Sınav Tüm konuları tekrar ediniz
15 Dönem sonu sınavı çalışmaları Tüm konuları tekrar ediniz
16 Dönem sonu sınavı çalışmaları Tüm konuları tekrar ediniz.

Kaynaklar

Ders Kitabı 1. K. Ogata, Modern Control Engineering, 5th Edition, Pearson Higher Education, (Prentice Hall)
2. J.B. Kuo, F. Golnaraghi, Automatic Control Systems, 9th Edition, Wiley
3. N.S.Nise, Control Systems Engineering, 6th Edition, Wiley
4. R.C. Dorf, Modern Control Systems, 6th Edition, Addison-Wesley
Diğer Kaynaklar 5. Öğretim elemanı tarafından sağlanan ders notları ve diğer kaynaklar / Lecture Notes and Supplementary Problems given by the Instructor

Değerlendirme System

Çalışmalar Sayı Katkı Payı
Devam/Katılım - -
Laboratuar - -
Uygulama - -
Alan Çalışması - -
Derse Özgü Staj - -
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - -
Ödevler - -
Sunum - -
Projeler - -
Rapor - -
Seminer - -
Ara Sınavlar/Ara Juri 2 60
Genel Sınav/Final Juri 1 40
Toplam 3 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı 60
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 40
Toplam 100

Kurs Kategorisi

Temel Meslek Dersleri X
Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

# Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Matematik, fen bilimleri ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinin çözümünde kullanabilme becerisi. X
2 Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. X
3 Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.) X
4 Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. X
5 Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. X
6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. X
7 Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi. X
8 Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği konusunda farkındalık; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. X
9 Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk ve mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi. X
10 Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi. X
11 Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. X

ECTS/İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 16 3 48
Laboratuar
Uygulama
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 3 42
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler
Raporlar
Ödevler
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi 2 10 20
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20
Toplam İş Yükü 130