ABANT İZZET BAYSAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SİSTEM DİNAMİĞİ VE KONTROL (1. Bölüm) Yrd. Doç. Dr. Turan ŞİŞMAN 2012 - BOLU 1
Otomatik Kontrol Kuramı Belirli bir görevi yerine getirme amacı ile birlikte iş gören elemanlar topluluğu sistemdir, Bir sistemde eğer çıkış büyüklüğü sistemin giriş büyüklüğünü artış ya da azalış yönünde etkiliyorsa geribeslemeli bir sistem elde edilmiş olur, Otomatik kontrol kuramı geribesleme mantığı ile ilintilidir. 2
Tarihçe Dinamik sistemlerin temelini oluşturan geribesleme kavramının bilincine çok yakın zamanlarda varılmış olmasına rağmen (19. yüzyıl sonu), Bu düşüncenin eski çağlardan beri algılandığı ve başarı ile uygulandığı bilinmekte, M.Ö. 430 Taretumlu Achytas.otomatik güvercin M.Ö. 285-247 İskenderiyeli Heron su saati, şamandıra 3
Tarihçe Horasan'lı Musa bin Şakir'in oğulları Muhammed Hasan ve Ahmed bilim ve teknoloji tarihinde Benu Musa ya da Musa oğulları olarak bilinir, Ahmed'in teknolojiye ilgisi Kitab-el Hiyel adlı eserin (M.S. 850) yazılmasına neden olur, Bu kitabın içinde yer alan 100 düzen içinde 18 tanesinin kontrol düzeni olduğu görülür. Benu Musa'nın Kitab-el Hiyel isimli eserinde bir seviye kontrol düzeninin özgün çizimi 4
Tarihçe Cezeri'nin (Cizreli Eb-ül-iz) 1206 yılında yazdığı Kitab-el Hiyel adlı eserinde 11 adet saat bulunur. Cezeri'nin debi kontrolörlü su saatine ilişkin özgün çizim ve çalışma prensibi 5
Tarihçe 1572-1633 Hollandalı C. Drebeelin sıcaklık düzenleyici, 1647-1712 Fransız D. Papin buhar kazanları için basınç ayarlayıcısı, 1769 James Watt.hız düzenleyicisi (regülatör), 1801 J. Jacquard dokuma tezgahı, 19. yy J.C. Maxwell ilk kuramsal çözümleme Watt regülatörünün diferansiyel denklem ile modellenmesi 1922 Minorsky otomatik dümen, 1930 uzun mesafe telefon kuvvetlendiricileri, servomekanizma kuramı, kimya ve petrol sanayisinde pnömatik denetim organları, 6
Tarihçe II. Dünya savaşı (1939'dan 1945'e kadar) uçaksavar bataryaları ve atış denetim sistemleri, 1940 klasik denetim frekans cevabı yöntemi, 1950 kök-yer eğrileri yöntemi, 1950 lilerin sonunda denetim sistem tasarımında sayısal bilgisayarlar kullanılmaya başlandı, 1960 modern denetim kuramı (durum-uzay modeli) geliştirildi, 1980 ler ve daha sonraki yıllar mikrobilgisayarların geliştirilmesi ve kontrol sistemlerindeki gelişmeler Bugün kontrol teknolojileri, geleceğe yönelik ileri teknolojiler için de vazgeçilemez önemli bir konuma yerleşmiştir. 7
Sistem (System) Genel anlamda; bir bütün oluşturacak şekilde karşılıklı olarak birbirine bağlı elemanlar toplamıdır, Fiziksel anlamda; bir amacı gerçekleştirmek için düzenlenmiş ve bütün bir birim olarak hareket etmek üzere birleştirilen etkileşimli ya da ilişkili fiziksel elemanlar düzeni, 8
Denetim (Control) Ayarlamak, düzenlemek, yöneltmek veya kumanda etmek, Bir değişken niceliğin ya da değişken nicelikler kümesinin önceden belirlenmiş bir koşula uyumunu sağlamaya yönelik olarak gerçekleştirilen işlemler bütünüdür. 9
Denetim Sistemi (Control System) Kendisini veya diğer bir sistemi kumanda etmek, yönlendirmek veya ayarlamak üzere birleştirilen fiziksel organlar kümesi, Mühendislik yönüyle; en az veya hiçbir insan girişimi gerektirmeyecek şekilde, istenilen işlevleri ve sonuçları sağlamak üzere bir araya getirilen makine, süreç (process) ve diğer aygıt donanımlarının otomatik çalışması, 10
Denetim Sistemi (Control System) Denetim sistemleri, denetlenen niceliklerin değerlerini sabit tutar ya da bu değerleri, önceden belirlenmiş biçimde değişmesini sağlar. 11
Geribeslemeli Denetim (Feedback Control) Denetlenen çıkış değişkenin ölçülüp geri beslenerek istenilen giriş değeri ile karşılaştırıldığı kapalı-çevrim denetim sistemi, Sistemin çıkışı, istenilen çıkış değerini sağlayacak bir biçimde giriş niceliği üzerine etki eder, Açık-çevrim ve kapalı-çevrim denetim sistemleri arasındaki temel fark geribesleme etkisidir. 12
Geribeslemeli Denetim (Feedback Control) 13
Geribeslemeli Denetim (Feedback Control) Geribesleme etkisi ise negatif geribesleme ve pozitif geribesleme olarak ikiye ayrılır. Negatif geribesleme çıkışın girişe ters yönde etki ettiği ve pozitif geribeslemede çıkışın girişe aynı yönde etkidiği sistem olarak tanımlanır. Endüstriyel denetim sistemlerinde uygulanan geribesleme etkisi negatif türdendir. Desired Output Response Controller Process Output Variables Measurement 14
Geribeslemeli Denetim (Feedback Control) 15
Geribeslemeli Denetim (Feedback Control) 16
Çamaşır Makinesi Kontrol Sistemi 17
18
El ile kontrol Otomatik kontrol 19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Sıvı seviye kontrol sistemi 32
Zımbalama veya etiket basma kontrol sistemi 33
Bilgisayarlı iki eksenli konum kontrol sistemi 34
Kutu imalatı kontrol sistemi 35
Makara sarma kontrol sistemi 36
İki eksenli parça işleme kontrol sistemi 37
Malzeme transferi kontrol sistemi 38
Şişe doldurma kontrol sistemi 39
Dolum kontrol sistemi 40
Konum algılayıcısı (encoder) kontrol sistemi 41
Delme işlemi kontrol sistemi 42
Bobin sarma (gerginlik denetimi) kontrol sistemi 43
Şişe etiketleme kontrol sistemi 44
Çok eksenli parça işleme kontrol sistemi 45
ABANT İZZET BAYSAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SİSTEM DİNAMİĞİ VE KONTROL (1. OTOMATİK KONTROLE GİRİŞ ) SORULAR, CEVAPLAR, YORUMLAR 46