| Zorunluluk |
: |
Zorunlu |
| Önkoşul ders(ler) |
: |
ELE301 |
| Eşzamanlı ders(ler) |
: |
ELE356 |
| Veriliş biçimi |
: |
Yüz yüze |
| Öğrenme ve öğretme teknikleri |
: |
Anlatım, Soru-Yanıt, Sorun/Problem Çözme, Diğer: ELE356 DENETİM SİSTEMLERİ LABORATUVARI dersi ile birlikte alınmalıdır. |
| Dersin amacı |
: |
Bu dersin amacı ögrencinin mühendislik yaşamı boyunca karşılaşabileceği çeşitli denetim sistemlerini çözümlemek için kullanılabilecek farklı yaklaşımları ögretmektir. Derste tartışılan yaklaşımlar denetim sistemlerinin yalnızca çözümlenmesinde değil, tasarımında da kullanılan yaklaşımlar olsa da, derste çözümleme bakış açısı daha çok vurgulanmaktadır. Bu amaca yönelik olarak, önce fiziksel sistemlerin modellenmesi sunulmakta, ardından denetim sistemlerinin geçici durum analizi, kalıcı durum analizi ve kararlılık analizi için kullanılan yaklaşımlar tartışılmaktadır. Ders hem frekans bölgesi, hem de zaman bölgesi yaklaşımlarını dengeli bir biçimde vermeyi hedeflemektedir. Tasarım yaklaşımları analiz örnekleri üzerinden örtük olarak tartışılmaktadır. Derste öğrenilen analiz yaklaşımları ELE 356 Denetim Sistemleri Laboratuvarı dersi çerçevesinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalar ile de pekiştirilmektedir. |
| Dersin öğrenme çıktıları |
: |
Dersi başarıyla bitiren bir öğrenci 1. Geribeslemeli denetim sistemlerinin temel ilkelerini ve özelliklerini bilir. 2. Çeşitli fiziksel sistemlerin matematiksel modellerini elde eder. 3. Geribeslemeli denetim sistemlerinin kararlılık analizini farklı yöntemler kullanarak yapar. 4. Verilen belirtimleri sağlayacak şekilde denetim sistemi elemanlarının tasarımını ve gerçekleştirmesini bilir. 5. Bazı denetim mühendisliği problemlerini tanır, formülleştirir ve çözer. 6. Denetim mühendisliği uygulamaları ve akademik araştırma için gerekli olan güncel yazılım araçlarını kullanmasını bilir. |
| Dersin içeriği |
: |
Denetim sistemlerinin tarihsel gelişimi. Açık ve kapalı döngü, temel geribesleme kavramları. Fiziksel sistemlerin modelleri: elektriksel sistemler, mekanik sistemler, sıvı sistemleri, ısıl sistemler, servomotorlar, elektro-mekanik sistemler. Öbek şemalar, sinyal akış çizgeleri. Zaman yanıtı çözümlemesi, durgun durum hata çözümlemesi. Duyarlılık, bozanetken savurması ve kararlılık çözümlemesi, Routh-Hurwitz ölçütü. Kök yereğrisi çizimi. Sıklık yanıtı çözümlemesi: Bode, kutupsal ve genlik-evre çizimleri, Nyquist çözümlemesi, kazanç/evre payları, Nichols çizelgesi. Durum uzayı analizi: Durum uzayı tanımı, durum geçiş matrisi, benzerlik dönüşümü, sistem matrisinin köşegenleştirilmesi, kipsel ayrışım, eş biçimler, aktarım işlevi ayrışımı, denetlenebilirlik ve gözlenebilirlik. Durum uzayı tasarımı: Durum geribeslemesi, durum gözleyici. |
| Kaynaklar |
: |
[1] Ogata K., Modern Control Engineering, 5/e, Prentice Hall, 2010.; [2] Dorf R.C., ve Bishop R.H., Modern Control Systems, 12/e, Prentice Hall, 2011.; [3]Franklin G.F., Powell J.D, ve Emami-Naeini A., Feedback Control of Dynamical Systems, 6/e, Prentice Hall, 2010.; [4] Golnaraghi F., and Kuo B.C., Automatic Control Systems, 9/e, John Wiley, 2009.; [5] Nise N.S., Control Systems Engineering, 6/e, John Wiley, 2011. |
Haftalara Göre İşlenecek Konular
| Haftalar |
Konular |
| 1 |
Denetim sistemlerinin tarihsel gelişimi, açık ve kapalı döngü, temel geribesleme kavramları |
| 2 |
Fiziksel sistemlerin modelleri: Elektriksel sistemler, mekanik sistemler |
| 3 |
Fiziksel sistemlerin modelleri: Sıvı sistemleri, ısıl sistemler |
| 4 |
Fiziksel sistemlerin modelleri: Servomotorlar, elektro-mekanik sistemler, öbek şemalar, sinyal akış çizgeleri. |
| 5 |
Zaman yanıtı çözümlemesi |
| 6 |
Durgun durum hata çözümlemesi, duyarlılık, bozanetken savurması |
| 7 |
Kararlılık çözümlemesi, Routh-Hurwitz ölçütü |
| 8 |
Kök yereğrisi çizimi |
| 9 |
Ara Sınav |
| 10 |
Sıklık yanıtı çözümlemesi: Bode, kutupsal ve genlik-evre çizimleri |
| 11 |
Sıklık yanıtı çözümlemesi: Nyquist çözümlemesi, kazanç/evre payları, Nichols çizelgesi. |
| 12 |
Durum uzayı analizi: Durum uzayı tanımı, durum geçiş matrisi, benzerlik dönüşümü, sistem matrisinin köşegenleştirilmesi |
| 13 |
Durum uzayı analizi: Kipsel ayrışım, eş biçimler, aktarım işlevi ayrışımı, denetlenebilirlik ve gözlenebilirlik. |
| 14 |
Durum uzayı tasarımı: Durum geribeslemesi, durum gözleyici |
| 15 |
Genel sınava hazırlık haftası |
| 16 |
Genel sınav |
Dersin Öğrenme Çıktılarının Program Yeterlilikleri İle İlişkilendirilmesi
| Program yeterlilikleri |
Katkı düzeyi |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| 1. |
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği'nin gerektirdiği kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir. | | | | | |
| 2. |
Matematik, Fen Bilimleri ve Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanlarındaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri mühendislik çözümleri için kullanır. | | | | | |
| 3. |
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği problemlerini saptar, tanımlar, modeller ve probleme uygun analitik veya nümerik yöntemleri uygulayarak çözer. | | | | | |
| 4. |
Gerçekçi kısıtlar altında sistem tasarlar; bu doğrultuda modern yöntemleri ve araçları kullanır. | | | | | |
| 5. |
Deney tasarlar, yapar, sonuçları analiz eder ve yorumlar. | | | | | |
| 6. |
Bireysel veya takım üyesi olarak disiplinlerarası çalışma yapacak altyapıya sahiptir. | | | | | |
| 7. |
Bilgiye erişir, kaynak araştırması yapar, veri tabanlarını ve diğer bilgi kaynaklarını kullanır, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izler. | | | | | |
| 8. |
Proje planlaması ve zaman yönetimi yapar, mesleki gelişimini planlar. | | | | | |
| 9. |
İleri düzeyde bilgisayar donanım ve yazılım bilgisine sahiptir, bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin kullanır. | | | | | |
| 10. |
Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurar; İngilizce'yi ileri düzeyde kullanır. | | | | | |
| 11. |
Mesleki, etik ve toplumsal sorumluluğunun bilincindedir. | | | | | |
| 12. |
Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerinin bilincindedir; çağın sorunları hakkında bilgi sahibidir. | | | | | |
| 13. |
Yenilikçi ve sorgulayıcıdır; mesleki özgüveni yüksektir. | | | | | |
