| Zorunluluk |
: |
Seçmeli |
| Önkoşul ders(ler) |
: |
ELE354 |
| Eşzamanlı ders(ler) |
: |
ELE405 |
| Veriliş biçimi |
: |
Yüz yüze |
| Öğrenme ve öğretme teknikleri |
: |
Anlatım, Soru-Yanıt, Sorun/Problem Çözme, Diğer: ELE405 DENETİM SİSTEMİ TASARIMI LABORATUVARI dersi ile birlikte alınmalıdır. |
| Dersin amacı |
: |
Bu ders kontrol sistemlerinin analizini temel alan "ELE 354 Denetim Sistemleri" dersinin devamı ve tamamlayıcısı niteliğindedir. ELE 403 dersi denetim sistemlerini tasarım bakış açısından inceleyen bir dersdir. Bu kapsamda, hem klasik (frekans bölgesi yaklaşımı, yer kök eğrisi yöntemi, PID Denetleçler) hem de modern (durum uzayı teknikleri, cebirsel yaklaşımlar) denetim sistemi tasarım yöntemleri ele alınmaktadır. Ayrıca, doğrusal olmayan sistemler ve zaman gecikmeli sistemlerin denetimi üzerinde de durulmaktadır. |
| Dersin öğrenme çıktıları |
: |
Dersi başarıyla bitiren bir öğrenci 1. Bir denetim probleminin doğasını anlar, 2. Denetim sistemlerini ilgilendiren fiziksel kısıtlar ve pratik konuların farkında olur, 3. Verilen bir denetim problemi için uygun bir denetim tekniği seçebilir, 4. Denetim sistemlerini tasarlayabilir ve hayata geçirebilir, 5. Daha ileri düzey denetim problemlerini anlayıp kavrayabilmek için uygun altyapıya sahip olur. |
| Dersin içeriği |
: |
Denetim sistemlerine genel bir bakış ve sistemlerin geçici ve kalıcı durum tepkisi, duyarlılık, bozucular ve gürültü, kararlılık, kök yer eğrisi gibi bazı temel kavramlar ve konuların hızlı tekrarı. Kök yer eğrisi ve frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı; evre ilerletici ve evre geriletici düzelteç tasarımı. PID denetim ve parametrelerinin ayarlanması. Doğrusal cebirsel tasarım: birim geri beslemeli, iki serbestlik dereceli ve giriş/çıkış geri beslemeli düzenleşimler. Zaman gecikmeli sistemlerin denetimi, Smith öngörücüsü ve Öykünücü Tabanlı Denetim. Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: durum geri beslemesi, gözleyiciler, düşük mertebeli gözleyiciler, gözleyici+durum geri beslemesi, karesel eniyi denetim. Doğrusal olmayan denetim sistemleri: sık karşılaşılan doğrusal olmayan elemanlar, tanımlayan işlev analizi, doğrusallaştırma ve evre düzlemi analizi. |
| Kaynaklar |
: |
[1] Ogata K., Modern Control Engineering, 4th Ed., Prentice Hall, 2002.; [2] Dorf R.C. and Bishop R.H., Modern Control Systems, 9th Ed., Addison Wesley, 2001.; [3] Franklin G.F, Powell J.D. and Emami-Naeini A., Feedback Control of Dynamic Systems, 6th Ed., Addison Wesley, 2010.; [4] Kuo B.C., Automatic Control Systems, 7th Ed., Prentice Hall, 1995.; [5] D'Azzo J.J. and Houpis C.H., Linear Control Systems Analysis and Design, 4th Ed., McGraw-Hill, 1995.; [6] Dutton K., Thompson S. and Barraclough B., The art of Control Engineering, ; Addison-Wesley, 1997.; [7] Chen C.T., Analog and Digital Control System Design: Transfer Function, State-Space and Algebraic Methods, Saunders-HBJ,1 993.; [8] Aström K.J. and Hagglund T., Automatic Tuning of PID Controllers, ISA, 1988.; [9] Gawthrop P.J., Continuous-Time Self-Tuning Control,Volume I-Design, Research Studies Press, 1987.; [10] Atherton D.P., Nonlinear Control Engineering, Van Nostrand Reinhold, 1982. |
Haftalara Göre İşlenecek Konular
| Haftalar |
Konular |
| 1 |
Denetim sistemlerine genel bir bakış ve sistemlerin geçici ve kalıcı durum tepkisi, duyarlılık, bozucular ve gürültü, kararlılık, kök yer eğrisi gibi bazı temel kavramlar ve konuların hızlı tekrarı. |
| 2 |
Kök yer eğrisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: genel bir tasarım yaklaşımı. |
| 3 |
Kök yer eğrisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: evre ilerletici, evre geriletici ve evre ilerletici-geriletici düzelteç. |
| 4 |
Frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: sistemlerin frekans tepkisinin hızlı tekrarı ve evere ilerletici düzelteç tasarımı |
| 5 |
Frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: evre geriletici ve evre ilerletici-geriletici düzelteç tasarımı. |
| 6 |
PID denetim ve PID parametrelerinin Ziegler-Nicholes basamak ve frekans tepkisi yöntemi, kazanç ve evre payına dayanan yöntemler, kutup atama yaklaşımı gibi farklı yöntemler kullanılarak ayarlanması. |
| 7 |
Doğrusal cebirsel tasarım: birim geri beslemeli, iki serbestlik dereceli ve giriş/çıkış geri beslemeli düzenleşimler. |
| 8 |
Zaman gecikmeli sistemlerin denetimi, Smith öngörücüsü ve Öykünücü Tabanlı Denetim. |
| 9 |
Ara sınav |
| 10 |
Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: öz biçimler, benzerlik dönüşümü, denetlenebilirlik, gözlenebilirlik ve çifteşlik gibi bazı temel kavram ve konuların hızlı tekrarı ve durum geri beslemesiyle denetim sistemi tasarımı. |
| 11 |
Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: gözleyiciler, düşük mertebeli gözleyiciler ve gözleyici + durum geri beslemesi. |
| 12 |
Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: karesel eniyi denetim. |
| 13 |
Doğrusal olmayan denetim sistemleri: sık karsılaşılan doğrusal olmayan elemanlar ve tanımlayan işlev analizi. |
| 14 |
Doğrusal olmayan denetim sistemleri: doğrusallaştırma ve evre düzlemi analizi. |
| 15 |
Genel sınava hazırlık |
| 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. | | | | | |
