Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Kontrol Sistemleri TasarımıKOM371234300
ÖnkoşullarKOM3751 Kontrol Sistemleri
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüZorunlu @ Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Lisans Programı
Ders Kategorisi
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüŞeref Naci Engin
Dersi Veren(ler)Şeref Naci Engin
Asistan(lar)ıEsra Kaya Ayana
Dersin AmacıBu dersin amacı, klasik kontrol tasarım yöntemleriyle kontrolör tasarlama ve gerçekleştirme becerilerini kazandırmak; kontrol edilebilirlik ve gözlenebilirlik kavramlarını vererek kutup atama ile tam durum geri-beslemesi ve gözleyici temelli kontrolör tasarımını öğretmektir.
Dersin İçeriğiGeri Beslemeli Kontrol Sistemlerinin İncelenmesi; Köklerin Yer Eğrisi Temelli Kontrolcü Tasarımı; Frekans Cevap Yöntemlerinin Gözden Geçirilmesi; Basit Kutup ve Sıfırlar için Bode Eğrisi; İkinci Mertebeli Polinomlar için Bode Çizimi; İkinci Mertebeli Bode Eğrilerinde Düzeltme; Birinci ve İkinci Mertebeli Polinomlara Sahip Transfer Fonksiyonlarının Bode Çizimleri; Nyquist Kararlılık Kriteri; Nyquist Kriteri ile Kararlılık için Kazanç Aralığı; Nyquist Diyagramı ve Bode Eğrisi Yöntemleri ile Kararlılık Payları (Kazanç ve Faz Payları); Kapalı Çevrim Geçici-Hal Cevabı ile Kapalı Çevrim Frekans Cevabı Arasındaki İlişki; Kapalı Çevrim ve Açık Çevrim Frekans Cevapları Arasındaki İlişki; Sabit M ve N Çemberleri; Nichols Abağı; Kapalı Çevrim Geçici-Hal Cevabı ile Açık Çevrim Frekans Cevabı Arasındaki İlişki; M Çemberinden Sönüm Oranının Bulunması; Faz Payından Sönüm Oranının Elde Edilmesi; Açık Çevrim Frekans Cevabından Cevap Hızının Elde Edilmesi; Frekans Cevabından Kalıcı-Hal Hatası Karakteristiğinin Çıkarılması; Zaman Gecikmeli Sistemler; Zaman Gecikmeli Sistemlerin Frekans Cevabı; Transfer Fonksiyonunun Deneysel Olarak Elde Edilmesi; Frekans Cevabı ile Tasarım; Kazanç Değerinin Ayarlanmasıyla Geçici Hal Cevabının Tasarımı; Geri Fazlı Kompansatör Tasarımı; İleri Fazlı Kompansatör Tasarımı; İleri-Geri Fazlı Kompansatör Tasarımı; PI,PD ve PID Kontrolcülerinin Frekans Cevap Karakteristiği; Durum Değişkenleri ve Durum Denklemleri; Durum Uzayında Tasarım; Kanonik Formlar; Kontrol Edilebilirlik Kavramı; Tam Durum Geri Besleme için Tasarım Kuralları; Kutup Atama ile Kontrolcü Tasarımı; Kontrolcü Tasarımları için Farklı Yaklaşımlar; Gözlenebilirlik Kavramı; Gözleyici Tasarımı; Gözleyici Tasarımı için Farklı Yaklaşımlar; İntegral Kontrolü ile Sürekli-Hal Hatası Tasarımı; Zaman Gecikmeli Sistemler için Kontrolcü Tasarımı.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Control Systems Engineering, Norman S. Nise, 6th Ed., John Wiley & Sons, MA, 2011.
  • 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 & Sons, NJ, 2010. (Bu kitabın Türkçe çevirisi A. Bir tarafından yapılmıştır, Literatür Yayıncılık)
  • Feedback Control Systems, Charles L. Phillips, and John Parr, 5th Ed., Prentice-Hall, 2010.
  • Modern Control Systems, Richard C. Dorf and R. H. Bishop, 13th Ed., Pearson, 2000
  • Linear Control System Analysis and Design with Matlab, John J. D'Azzo, Constantine H. Houpis, and Stuart N. Sheldon, 5th Ed, Marcel Dekker, 2003.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrenciler kontrol sistemlerinin kararlılık, geçici hal cevabı ve kalıcı hal hatası özelliklerini Bode ve Nyquist eğrileriyle analiz edecektir
  2. Ele alınan sistemi temsil edebilecek uygun bir transfer fonksiyonu elde etmek için test girişleri tasarlayacak, deneyler yapacaktır.
  3. Frekans cevabı yöntemlerini kullanarak geri, ileri ve geri-ileri faz kompansatörleri tasarlayacaktır.
  4. Kontrol edilebilirlik ve gözlenebilirlik kavramlarını öğrenecek; durum geri-beslemesi ve gözleyici temelli denetleyiciler tasarlayacaktır.
  5. Matlab ve Simulink kullanarak kontrol sistemlerin geçici ve kalıcı hal özelliklerini göstermek için kapalı-çevrimli kontrol sistemlerinin bilgisayar benzetimlerini elde etmek.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Geri Beslemeli Kontrol Sistemlerinin ve Kök Yer Eğrisi Temelli Kontrolör Tasarımının Gözden GeçirilmesiDers notları web sayfasındadır
2Basit Kutup ve Sıfırlar için Bode Eğrisinin Çizimi, İkinci Mertebeli Polinomlar için Bode Eğrisinin Çizimi; İkinci Mertebeli Bode Eğrilerinde Düzeltme; Birinci ve İkinci Mertebeli Polinomlara Sahip Transfer Fonksiyonlarının Bode ÇizimleriDers notları web sayfasındadır
3Nyquist Kararlılık Kriteri, Nyquist Diyagramı ile Kararlılık, Nyquist Kriteri ile Kararlılık için Kazanç Aralığı, Nyquist Diyagramı ve Bode Eğrisi Yöntemleri ile Kararlılık Payları (Kazanç Payı ve Faz Payı)Ders notları web sayfasındadır
4Kapalı Çevrim Geçici-Hal Cevabı ile Kapalı Çevrim Frekans Cevabı Arasındaki İlişki, Kapalı Çevrim ve Açık Çevrim Frekans Cevapları Arasındaki İlişkiDers notları web sayfasındadır
5Sabit M ve N Çemberleri, Nichols Abağı, Kapalı Çevrim Geçici Hal Cevabı ile Açık Çevrim Frekans Cevabı Arasındaki İlişkiDers notları web sayfasındadır
6M Çemberinden Sönüm Oranının Elde Edilmesi, Faz Payından Sönüm Oranının Elde Edilmesi, Açık Çevrim Frekans Cevabından Cevap Hızının Elde Edilmesi, Frekans Cevabından Sürekli Hal Hatası Karakteristiğinin ÇıkarılmasıDers notları web sayfasındadır
7Zaman Gecikmeli Sistemler, Zaman Gecikmeli Sistemlerin Frekans Cevabı, Deneysel Olarak Transfer Fonksiyonunun Elde EdilmesiDers notları web sayfasındadır
8Ara Sınav 1
9Frekans Cevabı ile Tasarım; Kazanç Değerinin Ayarlanmasıyla Geçici Hal Cevabı, Geri Fazlı Kompansatör Tasarımı, İleri Fazlı Kompansatör Tasarımı, İleri-Geri Fazlı Kompansatör Tasarımı, PI, PD ve PID Kontrolcülerinin Frekans Cevap KarakteristiğiDers notları web sayfasındadır
10Durum Değişkenleri ve Durum Denklemleri, Durum Uzay Tasarımına bir Bakış, Kanonik Formlar, Kontrol Edilebilirlik KavramıDers notları web sayfasındadır
11Tam Durum Geri Besleme için Tasarım Kuralları, Kutup Atama ile Kontrolcü Tasarımı, Kontrolcü Tasarımları için Farklı YaklaşımlarDers notları web sayfasındadır
12Gözlenebilirlik Kavramı, Gözleyici Tasarımı, Gözleyici Tasarımı için Farklı YaklaşımlarDers notları web sayfasındadır
13İntegral Kontrolü ile Kalıcı Hal Hatası Tasarımı, Zaman Gecikmeli Sistemler için Kontrolcü TasarımıDers notları web sayfasındadır
14Örnek Uygulamalar ve Kontrolcü Tasarım Benzetimleri, Kontrolcü Tasarımında Karşılaşılan Sorunlarının İncelenmesi, Ders notları web sayfasındadır
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev230
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati133
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması132
Derse Özgü Staj
Ödev210
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)112
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)120
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok