ZENİ. : Yrd.Doç.Dr. Meral Bayraktar. : :

Transkript

1 Yrd. Doç.. Dr. Meral Bayraktar 1 DERS DÜZEND ZENİ Ders Yurutucusu Ders Saati : Yrd.Doç.Dr. Meral Bayraktar : Carsamba 09:00-11:00 (G1) : Persembe 16:00-18:00 (G3) İletişim Duyurular : mbarut@yildiz.edu.tr : Başarı Değerlendirme Sistemi : 2 Arasınav (% 60), Final (% 40) 2 Automatic Control Systems, B. Kuo, F. Golnaraghi, Wiley, 8th Edt., 2003 Feedback Control Systems, G. F. Franklin, J. D. Powell, A. E. Naeini, Prentice-Hall, 4th Edt, 2002 Control Systems Engineering, N. Nise, Wiley, 4th Edt., Modern Control Engineering, K. Ogata, 3th Edt., Prentice-Hall, Modern Control Systems, R.C. Dorf, R.H. Bishop, Prentice-Hall, 10th Edt., 2005 Otomatik Kontrol, Nimet Özdaş, Tahla Dinibütün, Ahmet Kuzucu, İTÜ Matbaası, 1989 Ibrahim Yuksel, MATLAB ile Muhendislik Sistemlerinin Analizi ve Cozumu, Ibrahim Yuksel, Uludag Universitesi Yayinlari Zafer Bingul, MATLAB ve Simulink ile Modelleme/ Kontrol I, Birsen Yayinevi Otomatik Kontrol Sistemleri, Fikret Caliskan, Birsen Yayinevi 3

2 Temel Kontrol Kavramlari Temel Matematik ve Diferansiyel Denklemler Laplace Donusumu Transfer Fonksiyonu Blok Diyagramlari Fiziksel Sistemlerin Matematik Modellenmesi Lineer Sistemlerin Kararliligi Kontrol Sistemlerinin Zaman Ortaminda Analiz ve Tasarimi PID Kontrol Tasarimi Routh-Hurwits Stabilite Kriteri 4 Günlük yaşamın her anında kontrol & otomatik kontrol vardır. Örnek : Merdiven otomatiği Evimizdeki ısınma sistemleri İnsan vücudundaki hassas ve karmaşık kontrol işlemleri Toplumsal yaşamda karşılaşılan kontrol uygulamaları 5 Göze giren ışık şiddetinin göz bebeğinin açılıp kapanması ile ayarlanması Vücut sıcaklığının terleme veya ürperme ile kontrol edilmesi Cisimlerin tutulması Yazı yazma (göz kas koordinasyonu) Kandaki şeker konsantrasyonunun belirli bir değerde tutulması 6

3 Fiyat artışlarının (enflasyon) talebin azaltılması ile kontrol edilmesi Talebin azaltılması için harcama gücünün azaltılması (Sıkı para politikası) Bir bölgenin ekonomisinin iyileştirilmesi için yatırım ve insan gücü akışının sağlanması. 7 Kontrol : İncelenen davranışların belirli istenen değerler etrafında tutulması veya istenen değişimleri göstermesi için yapılanlar, genel anlamda kontrol işlemlerini tanımlar. Otomatik Kontrol : Kontrol işlemlerinin, kontrol edilmek istenen olay etrafında kurulmuş bir karar mekanizması tarafından doğrudan insan girişim olmaksızın gerçekleştirilmesidir. 8 9

4 Sistem : Belirli bir amacı sağlayan bir bütün oluşturacak biçimde fonksiyonel bağlantıları bulunan etkileşimli ya da ilişkili elemanlar kümesine sistem denir. Isaret: Sistem elemanlarinin ve sistemlerin birbirleriyle etkilesmesini saglayan her turlu olculebilir buyukluk. Elektriksel Sistemler Aerodinamik Sistemler Endüstriyel Sistemler Foto - Elektrik Sistemler Elektromanyetik Sis. Ulaşım Sistemleri Ekonomik Sistemler Tarım Sistemleri Mekanik Sistemler Elektromekanik Sistemler Isıl Sistemler Akışkan Sistemler Bilgi İletim Sistemleri Sosyal Sistemler Biyolojik Sistemler Ekolojik Sistemler 10 Kontrol sistemi genelde uc temel unsurdan olusur: Kontrolun amaci(giris) Kontrol sisteminin elemanlari Sonuc veya cikis Amac kontrol sistemi sonuc kontrol elemani kontrol edilen sistem 11 Sistem: ucak Isaret: uc boyutta konum, hiz ve ivme 12

5 Havacilik ve uzay Sistem: fuze Isaret: hedefe olan uzaklik, vurus acisi 13 Böyle bir sistem en genelde motor, hareket eden mekanik parçalar ve geri besleme sensörleri ihtiva eder. Radar anteni gibi hassas hareket eden sistemler örnek olarak verilebilir. Çıkış pozisyonu veya çıkış hızı ya da her ikisi de kontrol edilebilir. 14 Sistem: gunes paneli Isaret: gunes isinlarinin gelme acisi, uretilen elektrik enerjisi 15

6 Sistem: oda sicaklik kontrol sistemi Isaret:sicaklik, nem, radyator vanasinin konumu 16 Gelişmiş robotlar bütün eklemler için kapalı çevrim pozisyon sistemleri kullanır. Şekildeki robot 6 serbestlik derecesine sahiptir ve ulaşılması zor yerlere ulaşmayı amaçlamaktadır. Bilgisayar esaslı kontrolör ile kontrol edilmektedir. Öğretme fazında robot gerekli komutları insandan öğrenebilir. Kol noktadan noktaya belirlenen hızlarda ulaşabilir ve stroku oldukça uzun olabilir. Sistem: robot kolu Isaret: her bir eklemin konumu, hizi ve acisi, motorlara uygulanan gerilimler 17 18

7 Alan Ornek sistem Isaret Elektrik sistemleri Elektrik devresi Gerilim, akim Mekanik sistemler Araba Arabanin konumu, acisi ve hizi, direksiyonun konumu, fren, gaz pedallarinin konumu, vites konumu Elektromekanik sistemler Elektrik motoru Armatir gerilimi ve akimi, motor milinin acisi ve acisal hizi Uzaktan kontrol sistemleri Internet yoluyla ameliyat yapan robot Hastanin konumu, cerrahin el hareketleri, robot elinin konumu Kagit sanayisi Kagit makinesi Kagit inceligi, ham madde akis hizi, kagit parlakligi Celik sanayisi Celik levha uretim bandi Levha kalinligi, akan ham madde yogunlugu, demir orani Akiskan sistemler Sivi tanki Tanktaki sivi seviyesi, sivi basinci, debi Elektromanyetik sistemler Elektromanyetik aski sistemi Topun konumusargi akimi Bilgi iletim sistemleri Trafik yogunlugu Internet Sehir trafigi Ortalama veri akis hizi, baglanti icin bekleme suresi Kirmizi isikta bekleyen araba sayisi, caddedeki ortalama arac hizi, bir noktadaki kirmizi isik yanma suresi 19 Giriş değişkenleri : Bir sisteme o sistemin dışından uygulanan diğer değişkenlerden bağımsız biçimde değişebilen ve sistemin davranışlarını etkileyen değişkenlere sistemin girişleri denir. Çıkış ış değişkenleri : Bir sistemin davranışını belirleyen değişkenler arasında tasarım ya da gözlem açısından en belirleyici olanlarına sistemin çıkışları denir. Girişler Sistem Çıkışlar 20 Kumanda değişkenleri : Bir sistemin girişleri arasında istendiği gibi değiştirilebilen ve sistemin çıkışlarını en çok etkileyen girişlere kumanda değişkenleri denir. Bozucu değişkenler : Bir sistemin girişleri arasında kumanda edilemeyen ve değişimi önceden kestirilemeyen girişlere bozucu değişkenler denir. 21

8 Sistem : Uçak Girişler : Uçak motor itme kuvveti (F), Yükseklik kumanda yüzeyi açısı (α) Yön kumanda yüzey açısı (δ), Kanatçık açısı (γ) Yatay rüzgar hızı (u), Düşey hava akımları hızı (W) Çıkışlar : Uçağın yerden yüksekliği (H), Hızı (V), Yönü (θ) Kumanda : İtme Kuvveti (F), yükseklik ve yön kumandaları (δ, α, γ) Bozucular : Yatay rüzgar hızı (u), Düşey hava akımları hızı (W) 22 Ölçme kontrol kumanda fonksiyonlarının gerçekleştirilmesi için oluşturulan elemanlar ya da matematik işlemler dizisine kontrol çevrimi denir. Açık çevrimli kontrol Kapalı çevrimli kontrol 23 Bir kontrol çevriminde, kontrol ve kumanda, sistemin çıkışlarına fiziksel bir bağlantı ile bağımlı olarak belirlenmiyorsa kontrol çevrimi açıktır. Bozucu Giriş Kontrol Ölçülen Sinyali GİRİŞ Kontrol Kumanda Sistem Ölçme Sinyal ÇIKIŞ 24

9 Bir kontrol çevriminde, kontrol ve kumanda, sistemin çıkışlarına fiziksel bir bağlantı ile doğrudan bağımlı olarak belirleniyorsa kontrol çevrimi kapalıdır. Bozucu Giriş Kontrol Sinyali (+) GİRİŞ (- ) Hata Sinyali Kontrol Kumanda Sistem Ölçme Ölçülen Sinyal ÇIKIŞ Geri Besleme Sinyali 25 Dış Etkenler İstenen Sıcaklık (+) GİRİŞ (-) Hata Sinyali Termosta t Kombi + Radyatör Oda Sıcaklı k Sensör Oda Sıcaklığı ÇIKIŞ Geri Besleme Sinyali 26 Sensörden kontrolöre doğru olan sinyal geri beslemedir. İstenen değer ile gerçek değerin çıkartılması sonucu hata elde edilir. Kontrolör her zaman hatayı en aza indirecek şeklide çalışır. 27

10 Guzel ve verimli bir donem olmasi dilegiyle ilk dersimiz sona ermistir 28