Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Kontrol SistemleriKOM375134300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüZorunlu @ Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Lisans Programı
Ders KategorisiTemel Meslek Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüŞeref Naci Engin
Dersi Veren(ler)İlker Üstoğlu, Akın Delibaşı, Janset Daşdemir
Asistan(lar)ıElif Çiçek
Dersin AmacıBu dersin amacı, kontrol sistemlerinin teorik ve pratik altyapısını tanıtmaktır. Bu ders öğrencilere lineer dinamik sistemlerin, modelleme ve kontrol ilkelerinin temelini sunacaktır. Ayrıca, birinci, ikinci ve yüksek mertebeden sistemlerin, geçici ve kalıcı hal cevaplarının, performans ölçütlerinin, kararlılık analizinin ve kalıcı hal hatalarının detaylarının verilmesi amaçlanmıştır. Öğrencilere ayrıca, PID kontrolör ve faz kompansatör tasarımında köklerin yer eğrisi tekniklerinden nasıl yararlanacakları sunulur. Pratik denetleyici tasarımı ve PID katsayı ayarlama hususları, tipik uygulama sorunları ile birlikte ele alınmaktadır. Bode diyagramlarını ve Nyquist çizimlerini içeren frekans cevabı tekniklerine giriş ve bunların kararlılık analizlerinde kullanımı işlenir.
Dersin İçeriğiGeri Beslemeli Kontrol Sistemlerine Giriş; Durum Uzayında Dinamik Sistem Modelleme; Transfer Fonksiyonları, Kutup ve Sıfırlar; Birinci, İkinci ve Yüksek Mertebeli Sistemlerin ve Sıfırı Olan Sistemlerin Zaman Cevabı; Blok Diyagramları; Geri Beslemeli Sistemlerin Özellikleri; Klasik 3 Terimli Kontrolcüler (P, I, D Terimlerinin Etkileri); Kararlılık Tanımları ve Analizi; Hassasiyet Analizi; Routh-Hurwitz Kararlılık Ölçütü; Kalıcı Hal Hatası Analizi; Köklerin Yer Eğrisi Yöntemiyle Analiz; Köklerin Yer Eğrisi Yöntemiyle PI, PD ve PID Kontrolcülerinin Tasarımı; Köklerin Yer Eğrisi ile İleri Faz, Geri Faz ve İleri-Geri Faz Komponsatörlerinin Tasarımı; Kontrolcü ve Komponsatörin Gerçekleştirilmesi; PID Kontrolcülerinin Uygulamada Karşılaşılan Problemleri; İntegral Yığılması; Ziegler-Nichols Yöntemi ile PID Katsayılarının Ayarlanması; Frekans Cevabı Teknikleri; Bode Eğrisi; Nyquist Kararlılık Kriteri; Cauchy Argüman Kuralı; Nyquist Eğrilerinin Çizimi; Nyquist ve Bode Eğrileri Metodu ile Kararlılık Analizi ve Kararlılık Payları.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Control Systems Engineering, Norman S. Nise, 6th Ed., John Wiley
  • Feedback Control of Dynamic Systems, Gene F. Franklin, J. Da Powell, and Abbas Emami-Naeini, 7th Ed., Prentice Hall, NJ, 2015
  • Modern Control Engineering, Katsuhiko Ogata, 5th Ed., Prentice Hall, NJ, 2010
  • Automatic Control Systems, Benjamin C. Kuo and Farid Golnaraghi, 9th Ed., John Wiley
  • Modern Control Systems, Richard C. Dorf and R. H. Bishop, 13th Ed., Pearson, 2000
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrenciler temel kontrol mühendisliği problemlerini tanımlayabilir, analiz edebilir ve onları çözebilir.
  2. Öğrenciler kontrol sistemlerini zaman ve frekans tanım bölgelerinde matematiksel olarak temsil edebilir.
  3. Öğrenciler sistem denklemlerini durum değişkenleri formunda ve s-düzleminde ifade edebilir ve çözebilir.
  4. Öğrenciler kapalı çevrim kontrol sistemlerinin geçici hal, kalıcı hal ve kararlılık özelliklerini analiz edebilir.
  5. Öğrenciler klasik PID kontrol sistemlerinin tasarım ve analizi için köklerin yer eğrisi ve tabloya dayalı yöntemleri kullanabilir.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Otomatik kontrolün kısa tarihçesi, Otomatik kontrol örnekleriTextbook (Ch. 1)
2Sistemlerin matematik modelleriTextbook (Ch. 2)
3Fiziksel sistemlerin lineer yaklaşımıTextbook (Ch. 2)
4Dinamik sistemlerin durum değişkenleriTextbook (Ch. 3)
5Durum diferansiyel eşitliği, zaman cevabı ve durum geçiş matrisiTextbook (Ch. 3)
6Kontrol sistemlerinde hassasiyet ve geri beslemeli kontrol sistemlerinde bozucu giriş sinyaliTextbook (Ch. 4)
7Geçici cevap kontrolüTextbook (Ch. 4)
8Ara sınav INA
9Ara Sınav 1
10İkinci derece sistemlerin performansıTextbook (Ch. 5)
11Geri beslemeli, kontrol sistemlerinde kalıcı durum hatasıTextbook (Ch. 5)
12İkinci derece sistem cevabında 3. kutbun etkisi. s-plane root yerleşimi ve geçici cevapTextbook (Ch. 5)
13Kararlılık, Routh Hurwitz kararlılık kriteri, Ara sınav IITextbook (Ch. 6)
14Kök yer eğrisiTextbook (Ch. 7)
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev530
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar230
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati163
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması166
Derse Özgü Staj
Ödev54
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)25
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)110
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok