DENEY 4 Birinci Dereceden Sistem

Benzer belgeler
DENEY 5 İkinci Dereceden Sistem

SİSTEMLERİN ZAMAN CEVABI

DENEY 2 Sistem Benzetimi

FREKANS CEVABI YÖNTEMLERİ FREKANS ALANI CEVABI VEYA SİNUSOİDAL GİRİŞ CEVABI

Deney 21 PID Denetleyici (I)

BİR ÇUBUĞUN MODAL ANALİZİ. A.Saide Sarıgül

Sistemin derecesi, sistemin karakteristik denkleminin en sade halinde (çarpansız) paydadaki s nin en yüksek derecesidir.

Sistem Modellerinin Zaman Cevabı ve Performans Kriterleri

LİNEER OLMAYAN DENKLEMLERİN SAYISAL ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ-2

Süzgeç. Şekil 4.1 Süzgeçlemedeki temel fikir

MAK312 ÖLÇME ve DEĞERLENDİRME OTOMATİK KONTROL LABORATUARI 1. Elektriksel Ölçümler ve İşlemsel Kuvvetlendiriciler

DENEY 1 Laplace Dönüşümü

BASAMAK ATLAYARAK VEYA FARKLI ZIPLAYARAK İLERLEME DURUMLARININ SAYISI

İleri Diferansiyel Denklemler

BÖLÜM 3 YER ÖLÇÜLERİ. Doç.Dr. Suat ŞAHİNLER

AYRIK DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ İLE GÜRÜLTÜ SÜZME

Cebirsel Olarak Çözüme Gitmede Wegsteın Yöntemi

İÇİNDEKİLER. Ön Söz Polinomlar II. ve III. Dereceden Denklemler Parabol II. Dereceden Eşitsizlikler...

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

5 İKİNCİ MERTEBEDEN LİNEER DİF. DENKLEMLERİN SERİ ÇÖZÜMLERİ

4/16/2013. Ders 9: Kitle Ortalaması ve Varyansı için Tahmin

İstatistik ve Olasılık

DENEYĐN AMACI: Bu deneyin amacı MOS elemanların temel özelliklerini, n ve p kanallı elemanların temel uygulamalarını öğretmektir.

BÖLÜM XIII. FOURİER SERİLERİ VE FOURİER TRANSFORMU Periyodik fonksiyon

Kontrol Sistemleri Tasarımı

POLİNOMLARDA İNDİRGENEBİLİRLİK. Derleyen Osman EKİZ Eskişehir Fatih Fen Lisesi 1. GİRİŞ

Ki- kare Bağımsızlık Testi

Vektör bileşenleri için dikey eksende denge denklemi yazılırak, aşağıdaki eşitlik elde edilir. olarak elde edilir. 2

İşlenmemiş veri: Sayılabilen yada ölçülebilen niceliklerin gözlemler sonucu elde edildiği hali ile derlendiği bilgiler.

GAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK - MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. KM 482 Kimya Mühendisliği Laboratuarı III

AKIŞKAN BORUSU ve VANTİLATÖR DENEYİ

Örnek 2.1 YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI III. Markov Süreçleri Ders 7. Koşulsuz Durum Olasılıkları. Örnek 2.1

BİYOİSTATİSTİK İstatistiksel Tahminleme ve Hipotez Testlerine Giriş Dr. Öğr. Üyesi Aslı SUNER KARAKÜLAH

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

NİÇİN ÖRNEKLEME YAPILIR?

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

ELE 301L KONTROL SİSTEMLERİ I LABORATUVARI DENEY 4B: DC MOTOR TRANSFER FONKSİYONU VE PARAMETRELERİNİN ELDE EDİLMESİ

PROJE RAPORU. PROJENİN ADI: Karmaşık Sayıların n. Dereceden Kökler Toplamı ve Trigonometrik Yansımaları

(3) Eğer f karmaşık değerli bir fonksiyon ise gerçel kısmı Ref Lebesgue. Ref f. (4) Genel karmaşık değerli bir fonksiyon için. (6.

HİPOTEZ TESTLERİ. İstatistikte hipotez testleri, karar teorisi olarak adlandırılır. Ortaya atılan doğru veya yanlış iddialara hipotez denir.

Hava. çıkışı. Fan. Şekil 1 6/7 Motor şasi ve fan gurubunun yalıtımı

ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

2.2. Fonksiyon Serileri

TAHMİNLEYİCİLERİN ÖZELLİKLERİ Sapmasızlık 3.2. Tutarlılık 3.3. Etkinlik minimum varyans 3.4. Aralık tahmini (güven aralığı)

Sistem Dinamiği ve Kontrolü Bütünleme 26 Ocak 2017 Süre: 1.45 Saat. Adı ve Soyadı : İmzası : Öğrenci Numarası :

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUARI II

İSTATİSTİK DERS NOTLARI

NOT: BU DERS NOTLARI TEMEL EKONOMETRİ-GUJARATİ KİTABINDAN DERLENMİŞTİR. HAFTA 1 İST 418 EKONOMETRİ


ALTERNATİF SİSTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

İstatistik ve Olasılık

limiti reel sayı Sonuç:

DENEY 4a- Schmitt Kapı Devresi

İstatistik Nedir? Sistem-Model Kavramı

sorusu akla gelebilir. Örneğin, O noktasından A noktasına hareket, OA sembolü ile gösterilir

Analiz II Çalışma Soruları-2

ÖRNEKLEME TEORİSİ VE TAHMİN TEORİSİ

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

Otomatik Kontrol. Sistem Modellerinin Zaman Cevabı ve Performans Kriterleri. Prof.Dr.Galip Cansever. Ders #6-8. Otomatik Kontrol

Öğrenci Numarası İmzası: Not Adı ve Soyadı

Temel Elektrik Mühendisliği-I

DENEY 7: GAZLARIN ISI SIĞASI. Amaç: Havanın molar ısı sığasının sabit basınçta (Cp)ve sabit hacimde (Cv)belirlenmesi.

YENĐ BĐR ADAPTĐF FĐLTRELEME YÖNTEMĐ: HĐBRĐD GS-NLMS ALGORĐTMASI

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ DENETİM SİSTEMLERİ LABORATUVARI. Deney No:2 Birinci-İkinci Dereceden Denklemler Açık-Kapalı Çevrim Sistemler

BÖLÜM 8 ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLER (JFET) Konular:

ÇÖZÜM.1. S.1. Uyarılmış bir hidrojen atomunda Balmer serisinin H β çizgisi gözlenmiştir. Buna göre,bunun dışında hangi serilerin çizgileri gözlenir?

Kuyruk Teorisi Ders Notları: Bazı Kuyruk Modelleri

Değişkenler: Bir problemin modeli kurulduktan sonra değeri hesaplanacak olan bilinmeyen simgelerdir.

DÖNEM I BİYOİSTATİSTİK, HALK SAĞLIĞI VE RUH SAĞLIĞI DERS KURULU Ders Kurulu Başkanı : Yrd.Doç.Dr. İsmail YILDIZ

MONTE CARLO BENZETİMİ

İstatistik Ders Notları 2018 Cenap Erdemir BÖLÜM 5 ÖRNEKLME DAĞILIMLARI. 5.1 Giriş

M Ü H E N D İ S L E R İ Ç İ N S AY I S A L YÖ N T E M L E R

HARDY-CROSS METODU VE UYGULANMASI

Bölüm 5 Transistör Karakteristikleri Deneyleri

Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Hata! Yer işareti tanımlanmamış. Hata! Yer işareti tanımlanmamış.

5. BORULARDAKİ VİSKOZ (SÜRTÜNMELİ) AKIM

MEKANİK TESİSATTA EKONOMİK ANALİZ

ISL 418 Finansal Vakalar Analizi

GAMA FONKSİYONU. H. Turgay Kaptanoğlu. A. Tanım Gama fonksiyonu, 0 < x < değerleri için Euler integrali dediğimiz

ELKE315-ELKH315 Introduction to Control Systems FINAL January 2, 2016 Time required: 1.5 Hours

DENEY-4 Yarım ve Tam Dalga Doğrultucular

Tümevarım_toplam_Çarpım_Dizi_Seri. n c = nc i= 1 n ca i. k 1. i= r n. Σ sembolü ile bilinmesi gerekli bazı formüller : 1) k =

3. Bölüm Paranın Zaman Değeri. Prof. Dr. Ramazan AktaĢ

ÖZET Doktora Tezi KISITLI DURUM KALMAN FİLTRESİ VE BAZI UYGULAMALARI Esi KÖKSAL BABACAN Akara Üiversitesi Fe Bilimleri Estitüsü İstatistik Aabilim Dal

REGRESYON DENKLEMİNİN HESAPLANMASI Basit Doğrusal Regresyon Basit doğrusal regresyon modeli: .. + n gözlem için matris gösterimi,. olarak verilir.

DİKDÖRTGEN SPİRAL ANTENLER ÜZERİNE BİR İNCELEME

ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUVARI DENEY 2: Zener ve LED Diyot Deneyleri

POLİNOMLAR. reel sayılar ve n doğal sayı olmak üzere. n n. + polinomu kısaca ( ) 2 3 n. ifadeleri polinomun terimleri,

U.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi Elektronik Mühendisliği Bölümü ELN3102 OTOMATİK KONTROL Bahar Dönemi Yıliçi Sınavı Cevap Anahtarı

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

DENEY 1-1 AC Gerilim Ölçümü

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

Bölüm 10 İşlemsel Yükselteç Karakteristikleri

Bölüm 4. Görüntü Bölütleme Giriş

BÖLÜM-6 BLOK DİYAGRAMLARI

İSTATİSTİKSEL TAHMİNLEME VE HİPOTEZ TESTİ

SAÜ. Mühendislik Fakültesi Endüstri Mühendisliği Bölümü DİFERENSİYEL DENKLEMLER Dönemi Ders Notları. Prof. Dr.

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

Diziler ve Seriler ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Prof.Dr. Vakıf CAFEROV

Transkript:

DENEY 4 Birici Derecede Sistem DENEYİN AMACI. Birici derecede sistemi geçici tepkesii icelemek.. Birici derecede sistemi karakteristiklerii icelemek. 3. Birici derecede sistemi zama sabitii ve kararlı-durum kazacıı ölçmek. GENEL BİLGİLER Bir sistemi zama tepkesi iki kısıma ayrılır:. Geçici tepke. Kararlı-durum tepkesi Birici derecede sistem birici derecede diferasiyel deklem ile ifade edilebilir. E basit birici derecede sistem aşağıdaki deklem ile taımlaabilir. dc( t) + ac( t) = br( t) () dt Burada a ve b sabittir. Birici derecede diferasiyel deklem, bir RL elektriksel devreye bezer. Deklem (), Laplace domeie döüştürülürse sc() s c() 0 + ac() s = br() s b Cs s a Rs c( 0) () = () + + s + a Buradaki [b/(s+a)]r( sıfır-durum bileşei olarak isimledirilir. Sıfır-durum bileşei, sıfır başlagıç değerideki (c(0)=0) sistem tepkesidir. Bua karşılık c(0)/(s+a) sıfır-giriş bileşei olarak isimledirilir. Sıfır-giriş bileşei, giriş yokke, c(0) başlagıç değerii ede olduğu sistem tepkesidir. Buda dolayı deklem () i trasfer foksiyou aşağıdaki gibi verilir: Cs () b Gs () = = Rs () s + a Bu trasfer foksiyouu blok diyagramı, Şekil 4- de gösterilmiştir. 4-

R( b s+a C( R( b + - s C( a Şekil 4- Birici derecede sistemi blok diyagramı Sürekli mıkatıslı (PM) dc servo motor, tipik bir birici derecede sistemdir. Eğer PM dc servo motoru armatür gerilimi V a ise, motor hızı ve armatür gerilimi V a arasıdaki ilişki aşağıdaki deklem ile ifade edilebilir ( b = V () s s + a a Birici derecede sistemi girişi, basamak siyali ise, r(t)=au s (t) Rs ()= A s Eğer başlagıç değeri 0 ise, sistem çıkışı aşağıdaki gibi olur. ba ba a ba a Cs () = GsRs () () = = ss ( + a) s s + a at ( e ) ba ba ct a a e at u t ba () = () = u() t a Birici derecede sistemi karakteristik kökü s=-a<0 ise, bu sistem kararlıdır. t sosuza yaklaşırke, c(t) i ekspoasiyel terimi sıfır olacaktır. Eğer karakteristik kök s=-a>0 ise, bu sistem kararsız bir sistemdir. t sıfıra yaklaşırke, c(t) i ekspoasiyel terimi sosuz olacaktır. Başlagıç değerii sıfır olmaması durumuda, sistem çıkışı c(0) ba c(0) ba a c(0) ba C( = G( R( + = + = + s + a s( s + a) s + a s s + a ba ba at ct () = + c( 0) e u() t a a a 4-

Aşağıda, çok öemli bir terim ola Zama sabiti T C ele alıacaktır. T C = a Zama sabiti T C, c(t) sistem çıkışıı ekspoasiyel bileşeii, ke at de ke e kadar azalması içi gerekli zamadır. Eğer c( )-c(0)= veya c(t)-c(0)= ve buradaki c(0)=0 ise, zama sabiti T C, şekil 4- de görüldüğü gibi, c(t) tepkesii 0 da -/e=0.63 ye gelmesi içi gerekli zama olarak taımlaır. c( ) c(0) c(t) 0.9 0.8 0.7 0.993 0.6 0.98 0.5 0.95 0.4 0.865 0.3 0.63 0. 0. 0 0 T T 3T 4T 5T 6T 7T 8T Şekil 4- Birici derecede sistemi zama sabiti 9T t Yukarıda ele alıa sistem e basit birici derecede sistemdir. Şimdi karmaşık bir birici derecede sistemi ele alalım. m dc( t) d r( t) dr( t) + ac( t) = bm + L + b + b0r( t) () m dt dt dt Yukarıda verile deklemi trasfer foksiyou şu şekilde ifade edilebilir m Cs () bms + b s+ b Gs () = = Rs () s+ a L 0 Gerçek fiziksel sistemlerde, trasfer foksiyouu payıı derecesi, adire paydasıı dereceside daha büyük olur. Çükü bu durumda, siyali frekası arttıkça yükseltme artmaktadır. Sistemi derecesi, paydaı derecesi ile belirleir. Aşağıda, paydasıı derecesi payıı derecesie eşit ola bir sistemi, kararlı-durum kazacı ve zama sabiti ele alıacaktır. 4-3

Aşağıdaki sistemi ele alalım: dc() t ac t b dr () + () = t + brt 0 () dt dt bs + b0 Cs s a Rs c( 0) + br( 0) () = () + + s+ a Bu sistemi trasfer foksiyou aşağıdaki gibi olur Cs () bs+ b Gs () = = Rs () s+ a 0 b ab = b + s+ a 0 Sistemi blok diyagramı, şekil 4-3 te gösterilmiştir. R ( b s+ b 0 s+ a C ( Şekil 4-3 Birici derecede sistemi blok diyagramı Katsayıları belirlememiş, bilie birici derecede bir sistem içi zama sabiti ve kazaç, birici derecede sistemi girişie basamak siyal uygulaarak elde edile çıkış ve giriş dalga şekilleride buluabilir ve böylece sistem katsayıları da elde edilebilir. Sistemi çıkış ve giriş dalga şekillerii, şekil 4-4 te gösterildiği gibi olduğuu varsayalım. Step Iput Output Vi Vo 0.63V o T c t Şekil 4-4 Birici derecede sistemi basamak tepkesi 4-4

V o /V i =K ise, o halde kararlı durum kazacı K K = lim 0 s b s+ a = b a Zama sabiti T C, şekil 4-4 te ölçülebilir, çükü K b G( = = TC s + s + a T C =, a =, b = a T C K T C Burada K ve T C, şekil 4-4 de gösterile giriş ve çıkış dalga şekilleride elde edilebilir. Böylece a ve b değerleri de, belirlee K ve T C kullaılarak hesaplaır. Başka bir ifadeyle, sistem parametreleri giriş ve çıkış dalga şekilleride belirleebilir. 4-5

DENEYİN YAPILIŞI Bu deeyde, birici derecede sistem olarak, ACS-3008 İkici Derecede Sistem düzeeği kullaılır. ACS-3008 i blok diyagramı Şekil 4-5 te gösterilmiştir. Şekil 4-5 ACS-3008 i blok diyagramı Şekil 4-6 da gösterile blok ve bağlatı diyagramlarıda yararlaarak gerekli bağlatıları yapı. (a) Blok diyagram (b) Bağlatı diyagramı Şekil 4-6 4-6

A. at i Birici Derecede Sisteme Etkileri. ACS-300 STEP+ çıkış termialide Hz,Vpp lik bir kare dalga üreti.. ACS-3008 de, T seçici aahtarıı x0 koumua getiri, a=b=0 yapı. Böylece ACS-3008 i trasfer foksiyou Vo '( 00 = V ( s ) s + 00 i Kararlı-durum kazacı K ve zama sabiti T C şu şekilde ifade edilir: Burada K bt G( = = T s + s at C + bt K = ad at T C =. at 3. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 V o' çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 4-7 de gösterildiği gibi, ölçü ve kaydedi. bt Kararlı-durum kazacı K = = ve zama sabiti T C = = 0. 0. at at at=00, bt=00, K=, T C =0.0 Şekil 4-7 at=50, bt=00, K=, T C =0.0 Şekil 4-8 4. ACS-3008 de, a=5 olarak değiştiri. ACS-3008 i trasfer foksiyou Vo '( 00 = V ( s ) s + 50 i 4-7

5. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 V o' çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 4-8 de gösterildiği gibi, ölçü ve kaydedi. Şekil 4-7 ve 4-8 deki souçları, tepke hızları içi karşılaştırı. Şekil 4-7 deki çıkış bt tepkesi, hızlı bir şekilde artar ve maksimum kararlı-durum kazacı K = = at içi, hedef değerde soa erer. 6. ACS-3008 üzerideki, a=5 olarak değiştiri (sistem kazacıı artırmak içi) ve b yi ayı bırakı. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 V o' çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 4-9 da gösterildiği gibi ölçü ve kaydedi. bt Kararlı-durum kazacı K = = 0 ve zama sabiti T C = = 0.. Şekil 4-7 ve at at 4-8 deki souçları, tepke hızları içi karşılaştırı. A=0, B=00, K=0, T C =0. Şekil 4-9 B. bt i Birici Derecede Sisteme Etkileri. ACS-300 STEP+ çıkış termialide Hz, Vpp lik bir kare dalga üreti.. ACS-3008 de, T seçici aahtarıı x0 koumua getiri, a=b=0 yapı. Böylece ACS-3008 i trasfer foksiyou: Vo ( bt V s = 00 ( ) s + 00 s + at i 4-8

3. ACS-3008 de, b=5 olarak değiştiri ve a yı ayı bırakı. Böylece ACS-3008 i trasfer foksiyou Vo '( 50 = V ( s ) s + 00 i 4. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 V o' çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 4-0 da gösterildiği gibi, ölçüp kaydedi. Kararlıdurum kazacı K = = 0. 5 ve zama sabiti T C = = 0. 0. Soucu, tepke at bt at hızı açısıda, şekil 4-7 ile karşılaştırı. at=00, bt=50, K=0.5, T C =0.0 Şekil 4-0 at=00, bt=0, K=0., T C =0.0 Şekil 4-5. ACS-3008 de, b= olarak değiştiri ve a yı ayı bırakı. Böylece bt K = = 0. ve T C = = 0. 0. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış at at ve ACS-3008 V o' çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 4- de gösterildiği gibi, ölçüp kaydedi. Soucu, tepke hızı açısıda, şekil 4-7 ve şekil 4-0 ile karşılaştırı. 4-9

SIMULINK BENZETİMİ. MATLAB komut peceresii (commad widow) açı.. MATLAB komut pecereside simulik yazıp eter a bası. 3. utitled adlı pecerede, şekil 4- de gösterile blok diyagramı çizi. Şekil 4-4. Step bloğuu Fial value değerii, Step time değerii 0.0 yapı. 5. Simulatio/Cofiguratio parameters meüsüe giri ve Simulatio time diyalog pecereside Stop time değerii 0. olarak değiştiri. 6. Blok diyagramı Deey_4_.mdl adıyla kaydedi. 7. Simülasyou çalıştırı ve şekil 4-3 de gösterile soucu elde edi. Şekil 4-3 4-0

8. Şekil 4-4 de gösterildiği gibi, Trasfer Fc bloğuu at parametresii 50 olarak değiştiri. Şekil 4-4 9. Blok diyagramı Deey_4_.mdl adıyla kaydedi. 0. Simülasyou çalıştırı ve şekil 4-5(a) da gösterile soucu elde edi.. Trasfer Fc bloğuu at ve bt parametrelerii, sırasıyla 50 ve 00 olarak değiştiri. Simülasyou çalıştırı ve şekil 4-5(b) de gösterile soucu elde edi. (a) at=50, bt=00 K=, T=0.0 Şekil 4-5 (b) at=00, bt=50 K=0.5, T=0.0 4-

DENEY 5 İkici Derecede Sistem DENEYİN AMACI. İkici derecede sistemi karakteristiklerii alamak.. Söüm oraı ζ i, ikici derecede sistem üzerideki etkisii gözlemlemek. 3. Doğal frekas i, ikici derecede sistem üzerideki etkisii gözlemlemek. GENEL BİLGİLER İkici derecede bir sistem, ikici derecede diferasiyel deklem ile, şu geel formda ifade edilebilir: dct a dc t act b drt () () () b dr () + t brt + 0 () = + L+ + 0 () dt dt dt dt Laplace domeie döüştürürsek bs C( = s + L+ b s + b + a s + 0 K( R( + a0 s + as + a 0 () C( i birici terimi, sıfır başlagıç değerideki (c(0)=0) sistem tepkesi ola, sıfır-durum bileşeidir. İkici terim, giriş yokke, c(0) başlagıç değerii ede olduğu sistem tepkesi ola, sıfır-giriş bileşeidir. K(, başlagıç değeriyle ilişkili bir poliomdur. Başlagıç değeri sıfır ike, deklem () i trasfer foksiyou şu şekildedir: Cs () bs + + bs+ b Gs () = = Rs () s + a s+ a L 0 0 Bu deeyde, basit bir ikici derecede sistem ele alıacaktır. Basit ikici derecede sistemi trasfer foksiyou şu şekildedir G( C( b 0 = = () R( s + as + a0 Deklem (), e basit ikici derecede sistemi taımlar. Bu deklemde, b 0, a 0 ve a katsayılarıı, sisteme yada sistem karakteristiklerie etkilerii alamak oldukça zordur. Aalitik uyguluk içi, ikici derecede sistem geellikle aşağıdaki formda yazılır 5-

Cs () Rs () = s + ς s+ Eğer doğal frekas ve söüm oraı ζ biliiyorsa, bularda ikici derecede sistemi karakteristikleri elde edilir. İkici derecede sistemi blok diyagramı şekil 5- de gösterilmiştir. R ( s(s+ ζ) C ( Şekil 5- İkici derecede sistemi blok diyagramı Bu sistemi trasfer foksiyou şu şekilde ifade edilebilir. G( + G( H ( s( s + ς ) = + s( s + ς ) İkici derecede sitemi diamik davraışı ve ζ kullaılarak taımlaabilir. Aşağıda, ikici derecede sistemi basamak giriş tepkesi ele alıacaktır.. Eksik Söümlü Durum: 0 < ζ < C(/R( yeide yazılırsa C( = R( ( s + ς + j )( s + ς d j ) d Burada = ς d, söümlü doğal frekas olarak adladırılır. Basamak giriş u s (t) içi, Cs () = s ( s+ ς + j )( s+ ς j ) d d s + ς ς = s ( s+ ς ) + ( s+ ς ) + d d 5-

C( i ters Laplace döüşümü alıırsa c( t) = e ς t ς (cosdt + ς si t) d c( t) = e ςt si( dt + ta ς ς ς ) Yukarıdaki deklemde, ikici derecede sistemi d frekasıda osilasyo yapacağı görülmektedir.. Kritik Söümlü Durum: ζ = C(/R( yeide yazılırsa Cs () = Rs () ( s+ ) Basamak giriş u s (t) içi, Cs () = s ( s+ ) C( = s ( s + ) ( s + ) C( i ters Laplace döüşümü alıırsa ςt ct () = e ( + t) 3. Aşırı Söümlü Durumlar: () ζ > Basamak giriş u s (t) içi, Cs () = s ( s+ ς + ς )( s+ ς ς ) C( i ters Laplace döüşümü alıırsa c( t) = + ς = + ( ς + e ς p pt e ς ) e p pt ( ς + ς ) t ( ς ς ) t ς ( ς e ς ) 5-3

p p = + ( ς ς ) = ( ς ς ) () ζ >> Q p p = ( ς + = ( ς ς ) ς ) p >> p e pt i azalma hızı, e pt ye göre çok büyük olduğu içi, e pt terimi ihmal edilebilir. Başka bir ifadeyle, p ve p birbiride uzaksa ve p terimi j ekseie çok yakısa (şekil 5-), e pt terimi ihmal edilebilir. j -p -p σ Şekil 5- Kutup diyagramı Souç olarak, matematiksel deklem yeide yazılırsa C( R( ς s + ς ς ς = p s + p Diğer yada, ikici derecede sistemde p ve p birbiride uzakta ise, bu ikici derecede sistem, birici derecede bir sistem ile yaklaşık olarak temsil edilebilir. 4. Söümsüz Durum: ζ = 0 C(/R( yeide yazılırsa Cs () = = Rs () ( s+ j )( s j ) s + 5-4

Basamak giriş u s (t) içi, söümsüz sistem sabit gelikte osilasyo yapmaya devam edecektir. Cs ()= = ss + s s s + C( i ters Laplace döüşümü alıırsa ct () = cos t Şekil 5-3, farklı ζ değerleri içi basamak tepkesi eğrilerii göstermektedir. Şekil 5-3 İkici derecede sistemi basamak giriş tepkesi Yukarıda, ikici derecede bir sistemi temel karakteristikleri ele alımıştır. Aşağıda, bu sistemi diğer karakteristikleri ele alıacaktır. Basamak giriş u s (t) içi, Cs ()= ss + ς s+ ς e t ς ct () = si( dt + ta ) ς ς c(t) i türevi alıırsa 5-5

ς dc() t ς e = dt ς t ς si( dt + ta ) ς ς t e + cos( dt + ta ) ς ς ς ς dc () t = dt ς e ς t si ς t dc(t)/dt=0 ise t = π ς = 0,,,L t = π ς olduğuda, c(t) yerel miimum yada yerel maksimum olur. c( t) mi or max e = + πς ς ς si( π ta ς ) ς = + ( ) e πς ς = 0,,,L Maksimum aşma, t max aıda gerçekleşir. t max = π ς Souç olarak, maksimum aşma C max = e πς ς. Maksimum aşma miktarı sadece ζ değerie bağlıdır ve de bağımsızdır. Başka bir ifadeyle, belirli bir ζ değeri, bir maksimum aşmaya karşılıktır. π t = = 0,,, L max or mi ς Sabit bir ζ içi, i artması, tepke hızıı arttırır ve çıkışı yerel maksimum yada miimum ulaşma süresii azaltır. Şimdi, çıkış siyalide sistem parametrelerii asıl buluacağıı ele alalım. Aşağıdaki trasfer foksiyoua sahip, bilie ikici derecede bir sistemi ele alalım. 5-6

Cs () B Rs () = s + As+ B Burada A ve B bilimeye katsayılardır. Basamak giriş içi, c(t) çıkışı aşmaya sahipse, A ve B katsayıları c(t) çıkış tepkeside elde edilebilir. Buu içi aşağıdaki adımlar izleir: Öce iki sistemi karşılaştırı. Cs () B Rs () = Cs () ad s + As+ B Rs () = s + ς s+ A ve B çözülürse, A = ς B = Şekil 5-4, ikici derecede sistemi basamak tepkesii göstermektedir. Şekil 5-4 İkici derecede sistem tepkesi C max, T ve T, c(t) çıkışıda elde edilebilir. ζ değeri, aşağıdaki deklemlerde elde edilebilir. 5-7

C max πς ς = e π ς = ς = Q ς 0 ς = πς = l( C ς max ) [ l( Cmax ) ] [ l( Cmax ) ] [ l( Cmax ) ] π + [ l( C ) ] π max [ l( Cmax ) ] + [ l( C ) ] max ς t max ve, aşağıdaki deklemlerde buluabilir. π Q tmax = ς π = tmax ς = T A ve B sabitleri, aşağıdaki deklemler kullaılarak elde edilebilir. A = ς B = 5-8

DENEYİN YAPILIŞI A. ζ'i İkici Derecede Sisteme Etkileri. Şekil 5-5 te gösterile blok ve bağlatı diyagramlarıda yararlaarak gerekli bağlatıları yapı. (a) Blok diyagram (b) Bağlatı diyagramı Şekil 5-5. ACS-300 STEP+ çıkış termialide 0.Hz, Vpp lik bir kare dalga üreti. 3. bt = ve at = ς olduğu içi, sabit bir bt değeri, sabit bir değerie eşdeğerdir. Sabit bt durumuda, at değerideki bir değişim, ζ değerideki değişime eşdeğerdir. ACS-3008 de, T seçici aahtarıı x0 koumua getiri, b yi 0 a ayarlayı ( = 0 ). Böylece sistemi trasfer foksiyou 5-9

C( G = = R( s ( 00 + ats + 00 4. = 0, T=0 ve at = ς içi, a = ς olur. b ve T yi ayı bırakı. ACS- 3008 de, a=4 yapı (ζ=). Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 Vo çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 5-6(a) da gösterildiği gibi, ölçü ve kaydedi. 5. a=,, 0 (ζ=, 0.5, 0) içi 4. adımı tekrarlayı ve souçları, sırasıyla, 5-6(b),(c) ve (d) de gösterildiği gibi kaydedi. (a) 00/(s +40s+00) tepkesi, ζ= aşırı-söümlü durum (b) 00/(s +0s+00) tepkesi, ζ= kritik-söümlü durum (c) 00/(s +0s+00) tepkesi, ζ=0.5, (d) 00/(s +00) tepkesi, ζ=0, eksik-söümlü durum söümsüz durum Şekil 5-6 5-0

B. 'i İkici Derecede Sisteme Etkileri. ACS-300 STEP+ çıkış termialide 0.Hz, Vpp lik bir kare dalga üreti.. bt = ve at = ς olduğu içi, değiştirilerek, a ve b değiştirilebilir. ACS- 3008 de, T seçici aahtarıı x0 koumua getiri, b=0 ( =0) ve a=0.4 (ζ=) yapı. Osiloskop kullaarak, ACS-300 STEP+ çıkış ve ACS-3008 Vo çıkış termiallerideki siyalleri, şekil 5-7(a) da gösterildiği gibi, ölçü ve kaydedi. (a) s 00 + 4s + 00 tepkesi, = 0, ζ=0., at=4, bt=00 Şekil 5-7 (b) s 64 + 3. s + 64 ζ=0., at=3., bt=64 tepkesi, = 8, 3.. adımı, a=0.3 ve b=6.4 ( ς = 0. ve = 8 ) içi tekrarlayı ve soucu 5-7(b) de gösterildiği gibi kaydedi. 4.. adımı, a=0. ve b=.5 ( ς = 0. ve = 5) içi tekrarlayı ve soucu 5-8(a) da gösterildiği gibi kaydedi. 5.. adımı, a=0.6 ve b=.6 ( ς = 0. ve = 4 gösterildiği gibi kaydedi. ) içi tekrarlayı ve soucu 5-8(b) de 5-

(a) s 5 + s + 5 tepkesi (b) s 4 + 0.8s + 4 tepkesi = 5, ς = 0., at=, bt=5 Şekil 5-8 =, ς = 0., at=0.8, bt=4 C. ACS-3008 de, a, b ve T değerlerie keyfi değerler atayı ve ölçüle çıkış tepkeside, ζ ve i bulu. 5-

SIMULINK BENZETİMİ. MATLAB komut peceresii (commad widow) açı.. MATLAB komut pecereside simulik yazıp eter a bası. 3. utitled adlı pecerede, şekil 5-9 da gösterile blok diyagramı çizi. Şekil 5-9 4. Step bloğuu Fial value değerii, Step time değerii 0.0 yapı. 5. Simulatio/Cofiguratio parameters meüsüe giri ve Simulatio time diyalog pecereside Stop time değerii 5.0 olarak değiştiri. 6. Blok diyagramı Deey_5_.mdl adıyla kaydedi. 7. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-0(a) da gösterile soucu elde edi. (a)00/(s +0s+00), ς = (b)00/(s +40s+00), ς = Şekil 5-0 5-3

8. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 40 00] yapı. Böylece, at=40, bt=00, = 0 ve ς = olur. Simülasyou çalıştırıp, şekil 5-0(b) deki soucu elde edi. 9. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 0 00] yapı. Böylece, at=0, bt=00, = 0 ve ς = 0. 5 olur. Simülasyou çalıştırıp, şekil 5-(a) daki soucu elde edi. (a) 00/(s +0s+00), ς = 0. 5 (b) 00/(s +00), ς = 0 Şekil 5-0. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 0 00] olarak ayarlayı. Böylece, at=0, bt=00, = 0 ve ς = 0 olur. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-(b) de gösterile soucu elde edi.. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 4 00] olarak ayarlayı. Böylece, at=4, bt=00, =0 ve ς = 0. olur. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-(a) da gösterile soucu elde edi. (a) 00/(s +4s+00), = 0 (b) 00/(s +3.s+64), = 8 Şekil 5-5-4

. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 3. 64] olarak ayarlayı. Böylece, at=3., bt=64, = 8 ve ς = 0. olur. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-(b) de gösterile soucu elde edi. 3. Simulatio/Cofiguratio parameters meüsüe giri ve Simulatio time diyalog pecereside Stop time değerii 0.0 olarak değiştiri. 4. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 5] olarak ayarlayı. Böylece, at=, bt=5, = 5 ve ς = 0. olur. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-3(a) da gösterile soucu elde edi. 5. Simulatio/Cofiguratio parameters meüsüe giri ve Simulatio time diyalog pecereside Stop time değerii 5.0 olarak değiştiri. 6. Trasfer Fc bloğuu paydasıı, [ 0.8 4] olarak ayarlayı. Böylece, at=0.8, bt=4, = ve ς = 0. olur. Simülasyou çalıştırı ve şekil 5-3(b) de gösterile soucu elde edi. (a) 5/(s +s+5), = 5 (b) 4/(s +0.8s+4), = Şekil 5-3 5-5