Elektrik - Elektronik Fakültesi



Benzer belgeler
KON 314 KONTROL SİSTEM TASARIMI

Tanım: Kök yer eğrisi sistem parametrelerinin değişimi ile sistemin kapalı döngü köklerinin s düzlemindeki yerini gösteren grafiktir.

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Sayısal Kontrol - HAVA HARP OKULU Bölüm 4 Sayısal Kontrolör Tasarımı

Ders İçerik Bilgisi. Sistem Davranışlarının Analizi. Dr. Hakan TERZİOĞLU. 1. Geçici durum analizi. 2. Kalıcı durum analizi. MATLAB da örnek çözümü

Bu uygulama saatinde, ders kapsamında şu ana kadar bahsedilen konulara ilişkin MATLAB fonksiyonları tanıtılacaktır.

BÖLÜM 6 LAPLACE DÖNÜŞÜMLERİ

Otomatik Kontrol (Doğrusal sistemlerde Kararlılık Kriterleri) - Ders sorumlusu: Doç.Dr.HilmiKuşçu

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü ELE 301 Kontrol Sistemleri I.

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELN3052 OTOMATİK KONTROL

İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik Elektronik Fakültesi

MAK669 LINEER ROBUST KONTROL

ELN3052 OTOMATİK KONTROL MATLAB ÖRNEKLERİ - 2 TRANSFER FONKSİYONU, BLOK ŞEMA VE SİSTEM BENZETİMİ UYGULAMALARI:

Otomatik Kontrol (Doğrusal sistemlerde Kararlılık Kriterleri) - Ders sorumlusu: Doç.Dr.HilmiKuşçu

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

İşaret ve Sistemler. Ders 11: Laplace Dönüşümleri

Otomatik Kontrol. Kapalı Çevrim Kontrol Sistemin Genel Gereklilikleri. Hazırlayan: Dr. Nurdan Bilgin

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Otomatik Kontrol. Kapalı Çevrim Kontrol Sistemin Genel Gereklilikleri

30. HAZERFAN İHA nın UZUNLAMASINA HAREKET DİNAMİĞİ ve KONTROLÜ. Özet

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü ELE 301 Kontrol Sistemleri I.

MAK669 LINEER ROBUST KONTROL

DENEY.3 - DC MOTOR KONUM-HIZ KONTROLÜ

Transfer Fonksiyonu. Dürtü yanıtı h[n] olan sisteme x[n]=z n girişi uygulandığında

Mat-Lab ile Kök Yer Eğrileri

1. DENEY ADI: Rezonans Deneyi. analitik olarak bulmak denir. Serbestlik Derecesi: Genlik: Periyot: Frekans: Harmonik Hareket:

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

İleri Diferansiyel Denklemler

Sistem Dinamiği. Bölüm 2- Dinamik Cevap ve Laplace Dönüşümü. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EET305 OTOMATİK KONTROL I Dr. Uğur HASIRCI

SAYISAL KONTROL 2 PROJESİ

Dr. Uğur HASIRCI. Blok Diyagramlar Geribeslemeli Sistemlerin Analizi ve Tasarımı

MEKATRONİK VE KONTROL LABORATUARI DENEY FÖYÜ

H(s) B(s) V (s) Yer Kök Eğrileri. Şekil13. V s R s = K H s. B s =1için. 1 K H s

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

BÖLÜM-9 SİSTEM HASSASİYETİ

EEM 452 Sayısal Kontrol Sistemleri /

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

ELE401/ /17 GÜZ ÖDEV 2 - ÇÖZÜMLER

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

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

Kontrol Sistemlerinin Analizi

MATLAB a GİRİŞ. Doç. Dr. Mehmet İTİK. Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. BÖLÜM 7. Adi Diferansiyel Denklemlerin Sayısal Çözümü

ÖZEL EGE LİSESİ EGE BÖLGESİ OKULLAR ARASI 16.MATEMATİK YARIŞMASI 10. SINIF FİNAL SORULARI

DEVRE VE SİSTEM ANALİZİ ÇALIŞMA SORULARI

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü ESM 413 Enerji Sistemleri Laboratuvarı-I

Sistem Dinamiği. Bölüm 5-Blok Diyagramlar, Durum-Değişken Modelleri ve Simülasyon Metodları. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Sembolik Programlama1. Gün. Sembolik Programlama. 20 Eylül 2011

25. KARARLILIK KAPALI ÇEVRİM SİSTEMLERİNİN KARARLILIK İNCELENMESİ



Deney 21 PID Denetleyici (I)

SAYISAL KONTROL SİSTEMLERİNİN z-düzleminde ANALİZİ

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

Kontrol Sistemlerinin Tasarımı

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EET305 OTOMATİK KONTROL I Dr. Uğur HASIRCI


Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Kamu Ekonomisi-I Sosyal Mallar ve Kişisel Mallar için Piyasa Talebinin Bulunması Kısmi Denge Modeli için Örnekler


MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELĐŞTĐRME PROJESĐ. 1. Endüstride kullanılan Otomatik Kontrolun temel kavramlarını açıklayabilme.

PID NEDİR? P: Oransal. I: İntegral. D:Türevsel

T.C FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi Grup Adı: Sıvı Seviye Kontrol Deneyi.../..

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

Polinomlar, Temel Kavramlar, Polinomlar Kümesinde Toplama, Çıkarma, Çarpma TEST D 9. E 10. C 11. B 14. D 16. D 12. C 12. A 13. B 14.

İleri Diferansiyel Denklemler

Örnek. Aşağıdaki veri setlerindeki X ve Y veri çiftlerini kullanarak herbir durumda X=1,5 için Y nin hangi değerleri alacağını hesaplayınız.

Kübik Spline lar/cubic Splines

PID KONTROLÖR İLE TASARIM

SAYISAL İŞARET İŞLEME LABORATUARI LAB 5: SONSUZ DÜRTÜ YANITLI (IIR) FİLTRELER

DENKLEMLER CAUCHY-EULER DENKLEMİ. a n x n dn y dx n + a n 1x n 1 dn 1 y

( ) (0) ( ) (2 )... ( )...

Matlab & Simulink MATLAB SIMULINK


T.C FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

BÖLÜM 2 ÖRNEK SORULAR 2-23 İçinde ısı iletim denklemi en basit şekilde aşağıdaki gibi verilen bir ortamı göz önüne alınız.

Otomatik Kontrol. Kontrol Sistemlerin Temel Özellikleri

Kontrol Sistemleri Tasarımı. Açık ve Kapalı Çevrim Kontrol

Sağ Taraf Fonksiyonu İle İlgili Özel Çözüm Örnekleri(rezonans durumlar)

İÇİNDEKİLER 1. GİRİŞ.3 2. OTOMATİK KONTROL 3 3. TESİSLERDE PROSES KONTROLÜNÜN GEREKLİLİĞİ.3 4. KONTROL SİSTEMLERİNİN TÜRLERİ

SİMULİNK KULLANIMI: Model oluşturmak 2( Basit bir oransal denetleyici tasarımı)

DOĞU AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ 23. LİSELERARASI MATEMATİK YARIŞMASI

BÖLÜM 1. stanbul Kültür Üniversitesi. Fonksiyonlar - Özellikleri ve Limit Kavram. ³eklinde tanmlanan fonksiyona Dirichlet fonksiyonu ad verilir.

Sayısal Kontrol - HAVA HARP OKULU

Çözümlü Limit ve Süreklilik Problemleri

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Process Control EEE

RES CONTROL TDC 3. Montaj ve Kullan m K lavuzu. Control TDC. Montaj, devreye alma ve i letmeden önce dikkatlice okuyunuz

FGATool - Kesir Dereceli Sistemler için Grafiksel Analiz Programı FGATool Graphical Analysis Tool for Fractional Order Systems

MATEMATİK 1 - FÖY İZLEME TESTLERİ. ÜNİTE 1: TEMEL KAVRAMLAR Temel Kavramlar. 4. a.b + a b 10 = x ve y farklı birer pozitif tam sayı,

Tek-faz Yarım Dalga Doğrultucu

İKİNCİ DERECEDEN BİR BİLİNMEYENLİ DENKLEMLER,, olmak üzere 2. ÜNİTE. İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER, EŞİTSİZLİKLER ve FONKSİYONLAR

TANIM : a, a, a, a,..., a R ve n N olmak üzere,

Transkript:

. Elektrik - Elektronik Fakültesi KON314 Kontrol Sistem Tasar m Ödev #1 Birol Çapa-4645 Doç. Dr. Mehmet Turan Söylemez 23.3.29 1

1.a.Amaç Transfer fonksiyonu ( n 1 ve n üzerine konulan bir kontrolör ile kontrol edilmek istenmektedir. bir kontrolörü F( s) = KP n 1 =1 ve n =2 seçmelidir. 2. a. AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control` Gs= 3.2+ n s 2 + H3.5+.3n 1 L s+ 4+.2n n= olmak üzere 3.2 4 + 5. s + s 2 transfer fonksiyonu F= K p Kontrolörün ifadesi olmak üzere ileri yol ifadesi L=F Gs 2

3.2 K p 4 + 5. s + s 2 o T= TogetherAExpandA L 1+ L EE 3.2 K p 4. + 5. s + s 2 + 3.2 K p pcs=denominator[t] 4.+ 5. s + s 2 + 3.2 K p Asim =.3; Log@AsimD ζdesired = è!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! π 2 + Log@AsimD 2 b ζdesired=.74484 Buna uygun bir karakteristik polinom elde etmek için pds= s 2 + 2ζ w n s+ w n 2 ê. ζ ζdesired s 2 + 1.48961 s w n + w n 2 polinomdur. 3

sol=solve[coefficientlist[pcs,s] CoefficientList[pds,s]] 88K p 2.2784, w n 3.35659<< ç Kontrolör K p K p = 2.2784 w n = 3.35659 settime= 4 ζdesired w n ê.sol@@1dd AchievedTs=T/.sol[[1]] 7.2667 11.2667 + 5. s + s 2 TimeDomainCharacteristics[AchievedTs,ShowMessages Settling Time (Ts) : 1.72129 sec Overshoot Time (Tp): 1.427 sec Overshoot :.299999 Delay Time (Td) :.438147 sec 4

Rise Time (Tr) :.675998 sec SteadyStateError[AchievedTs] -.35529 dir y ss = AchievedTs ê.s.644971 e ss = Simplify@1 y ss D.35529, 3. a.simülasyon Step[AchievedTs]; YHtL 1.8.6.4.2 Time Response.5 1 1.5 2 2.5 3 Time 5

2.2784 Gain 3.2 s 2+5s+4 Transfer Fcn Step Scope 4. a.sonuç Sonuç olarak, %. 6

1. b.i.ii.iii.amaç Sonuç1.a sonuçta elde bir faz ilerlemeli kontrolör tasarlanmak isteniyor: Matlab veya Mathematica kullanara hal 2.b..i.ii.iii. AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control` n 1 = 5 n = Sistem Gs= 3.2+ n s 2 + H3.5+.3n 1 L s+ 4+.2n 3.2` 4+ 5.`s+s 2 pzm=polezeromap[gs] 7

1 Pole Zero Map.5 I m HsL -.5-1 PolesZeros[Gs] {{-4.,-1.},{}} Sisteme RootLoci[Gs] -4-3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL 3 2 1 Root Locus Plot I m HsL -1-2 -3-4 -3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL RootLoci[Gs,KRange {-2,2.5,.1}] 8

3 2 1 Root Locus Plot I m HsL -1-2 -3-4 -3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL rl=rootloci[gs,joingraphics {pzm}] 3 2 1 Root Locus Plot I m HsL -1-2 -3-4 -3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL Show[{rl,pzm}] 3 2 1 Root Locus Plot I m HsL -1-2 -3-4 -3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL 9

3 2 1 Root Locus Plot I m HsL -1-2 -3 Kontrolör ifadesi Asim=.3; Buradan ζ: -4-3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL Fs= K s+ z 1 s+ p 1 K Hs+ z 1 L s+ p 1 ζdesired = Log@AsimD è!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! π 2 + Log@AsimD 2.74484 SettlingTime=1.721291223883845` 1.72129 targetsettlingtime=settlingtime/2.86645611941923` Buradanw n 1

wdesired = 4 ζdesired targetsettlingtime 6.2413777929637` Bu iki yeni veriye göre tasarlanan karakteristik polinom pds= s 2 + 2ζ w n s+ w n 2 ê. 8ζ ζdesired, wn wdesired< 38.93931951272934`+ 9.29535344921142`s+ s 2 L=Gs Fs 3.2`K Hs+ z 1 L H4+ 5.`s+s 2 L Hs+ p 1 L T fazil = TogetherAExpandA faz ilerlemeli kontrolöre sahip transfer fonksiyonunun karakteristik denklemi L 1+ L EE 3.2`K s+ 3.2`K z 1 4.`s+ 3.2`K s+5.`s 2 + s 3 + 4.` p 1 + 5.`s p 1 + s 2 p 1 + 3.2`K z 1 p fazil = Denominator@T fazil D 4.`s+ 3.2`K s+ 5.`s 2 + s 3 + 4.` p 1 + 5.`s p 1 + s 2 p 1 + 3.2`K z 1 residue polinomu gerekli: p istenen = Expand@pds Hs+ ald 38.93931951272934` a+ 38.93931951272934` s + 9.29535344921142`as+ 9.29535344921142`s 2 + as 2 +s 3 karakteristik denklemler çözülürse 11

clst1= CoefficientList@p fazil, sd 84.` p 1 + 3.2`K z 1, 4.`+ 3.2`K + 5.` p 1, 5.`+ p 1, 1< clst2 = CoefficientList@p istenen, sd {38.9393 a,38.9393+9.29535 a,9.29535+a,1} ve bu çözüm eklenen a kutbunu serbest parametre olarak kabul edilerek verilirse sol2= Solve@clst1 clst2, 8K, p 1, z 1 <D 2.9248788731324`*^23 + 5.947896937521918`*^23a 99z 1 2.291798346191674`*^23 + 7.31219718282553`*^22a, p 1 2.36273273599356`*^-8 H1.81795992`*^8 + 4.2323873`*^7 al, K 3.67139426215336`*^-24 H1.145899173545838`*^24+ 3.656985914127515`*^23 al== olsun ve O halde a z 1 1 1 1 1 in a - r ifade K c (s)g(s) ifadesindeki G c üsttekine göre çok - 12

sol3=sol2/.a 4 88z 1 4., p 1 8.29535, K 9.57624<< 88z 1 3.999999999999999`, p 1 8.29535344921142`, K 9.5762394519936`<< edilebilir Bu çözüme göre Kontr yeniden düzenlenirse Fs K Hs+ z 1 L s+ p 1 Fbulunan=Fs/.sol3[[1]] 9.5762394519936` H3.999999999999999` + sl 8.29535344921142`+ s Lbulunan=L/.sol3[[1]] 3.64396696351797` H3.999999999999999` + sl PolesSISO[Lbulunan] {-8.29535,-4.,-1.} ZerosSISO[Lbulunan] {-4.} H8.29535344921142`+sL H4+ 5.`s+ s 2 L Tbulunan= T fazil ê.sol3@@1dd 122.5758643854716`+3.64396696351797`s 155.75727859173`+76.127331295751`s+13.29535344921142`s 2 +s 3 PolesZeros[Tbulunan] {{-4.64768-4.16394,-4.64768+4.16394,-4.},{-4.}} 13

pzm2=polezeromap[lbulunan] 1 Pole Zero Map.5 I m HsL -.5-1 -8-7 -6-5 -4-3 -2-1 ReHsL pzm3=polezeromap[tbulunan] 4 Pole Zero Map 2 I m HsL -2-4 -4.6-4.5-4.4-4.3-4.2-4.1-4 ReHsL rloci=rootloci[lbulunan,joingraphics {pzm2}] 14

1 Root Locus Plot 5 I m HsL -5-1 -8-7 -6-5 -4-3 -2-1 ReHsL Tbulunan 122.5758643854716` +3.64396696351797` s 155.75727859173`+ 76.127331295751`s+13.29535344921142`s 2 + s 3 Step[Tbulunan] YHtL 1.8.6.4.2 Time Response.5 1 1.5 2 Time Zaman bölgesi analizi: TimeDomainCharacteristics[Tbulunan,ShowMessages True] Reducing tmax to 1.1986 Settling Time (Ts) :.92757 sec Overshoot Time (Tp):.7547 sec 15

Overshoot :.3 Delay Time (Td) :.234569 sec Rise Time (Tr) :.36492 sec {.3,.7547,.92757,.234569,.36492} SteadyStateError[Tbulunan] -.21333 3. b..i.ii.iii.simülasyon Step[Tbulunan] YHtL 1.8.6.4.2 Time Response.5 1 1.5 2 Time Step 9.57624 Gain s+4 s+8.29534 Transfer Fcn 1 3.2 s 2+5s+4 Transfer Fcn Scope Display.787 16

4. b..i.ii.iii.sonuç.92757 1.72129 1 53.8583. 17

4 Pole Zero Map 2 I m HsL -2-4 -4.6-4.5-4.4-4.3-4.2-4.1-4 ReHsL (Kutup- Burada dikkat çekilecek husus: S - -4.64768-4.16394,-4.64768+4.16394, -4) bu 18

1.b.iv.Amaç 4. b..i.ii.iii.sonucuna dayanarak b ilerlemeli-gerilemeli AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control`. z 1 = 3.999999999999999` p 1 = 8.29535344921142` K = 9.5762394519936` 4. 8.29535 9.57624 F= K Hs+ z 1L Hs+ z 2 L Hs+ p 1 L Hs+ p 2 L 9.57624 H4. + sl Hs + z 2 L H8.29535+ sl Hs + p 2 L Bir e ss1 =.21332829314812`.21333 e ss = e ss1 ê1.21333 Kp= H1êe ss L 1 19

45.9411. n 1 = 5 n = Gs= 3.2+ n s 2 + H3.5+.3n 1 L s+ 4+.2n 3.2 4 + 5. s + s 2 : L=F Gs K p = lim s Gc ( s) G p ( s) : Kpl=L/.s 3.644 H4. + sl Hs+ z 2 L H8.29535 + sl H4 + 5. s + s 2 L Hs+ p 2 L 3.69411 z 2 p 2 tasarlanan sistemin sol=solve[kpl-kp ] 88z 2 12.4363 p 2 << Normalde Sistemin transfer fonksiyonunun -1 ve - Faz ilerlemeli kontrolör ile - ve - Bu kontrolör ile sistemin -4 teki kutbunun etkisini - Geriye - - ku 2

- eklenmelidir. O yüzen p 2 kutbu da z 2 - Bu fikirden hareketle.8121 1.679 -. bulunabilir: F Gs L p 2 =.8121 z 2 = 12.397344418426517` p 2 9.57624 H1.679 + sl H4. + sl H.8121+ sl H8.29535 + sl 3.2 4 + 5. s + s 2 3.644 H1.679 + sl H4.+ sl H.8121 + sl H8.29535 + sl H4 + 5. s + s 2 L PolesSISO[L] ZerosSISO[L] {-8.29535,-4.,-1.,-.8121} {-4.,-1.679} 21

T fazilgeri = TogetherAExpandA l. {-4.18393-3.7786,-4.18393+3.7786,-4.,-1.871} {-4.,-1.679} pzml=polezeromap[l] L 1+ L EE 123.48 + 153.428 s + 3.644 s 2 126.13 + 19.32 s + 77.24 s 2 + 13.3766 s 3 + s 4 pch= Denominator@T fazilgeri D 126.13+ 19.32 s + 77.24 s 2 + 13.3766 s 3 + s 4 PolesSISO@T fazilgeri D ZerosSISO@T fazilgeri D 1 Pole Zero Map.5 I m HsL -.5-1 -8-6 -4-2 ReHsL Graphics rloci=rootloci[l,joingraphics {pzml}] 22

1 Root Locus Plot 5 I m HsL -5-1 -8-6 -4-2 ReHsL Graphics pzmt= PoleZeroMap@T fazilgeri D Pole Zero Map I m HsL 3 2 1-1 -2-3 -4-3.5-3 -2.5-2 -1.5-1 ReHsL Graphics TimeDomainCharacteristics@T fazilgeri, ShowMessages TrueD Reducing tmax to 1.14331 Settling Time (Ts) : 1.4155 sec Overshoot Time (Tp):.84647 sec Overshoot :.373 Delay Time (Td) :.261817 sec Rise Time (Tr) :.4717 sec 23

{.373,.84647,1.4155,.261817,.4717} SteadyStateError@T fazilgeri D -.213688 1.b.iv.Simülasyon Step@T fazilgeri D 1 Time Response.8.6 YHtL.4.2 2 4 6 Time Sistem Matlab Step 9.57624 Gain s+4 s+8.29534 Transfer Fcn 1 s+1.679 s+.8121 Transfer Fcn 2 3.2 s 2+5s+4 Transfer Fcn Scope.9786 Display 24

1.b.iv.Sonuç Sonuç olarak, n.373 % 3, bir önceki sistemde.92757 idi. 1.4155 olarak - -1.679 de bulunan kut.213688 k 1/ görülebilir. 25

1.c.Amaç AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control` n 1 = 5 n = Gs= 3.2+ n s 2 + H3.5+.3n 1 L s+ 4+.2n 3.2 4 + 5. s + s 2 Fs= K p + K d s s K d + K p Ls=Fs Gs 3.2 Hs K d + K p L 4+ 5. s + s 2 T PD = TogetherAExpandA 3.2 s K d + 3.2 K p Ls 1+ Ls EE 4. + 5. s + s 2 + 3.2 s K d + 3.2 K p p PD = Denominator@T PD D 4.+ 5. s + s 2 + 3.2 s K d + 3.2 K p Asim=.3; 26

ζdesired = Log@AsimD è!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! π 2 + Log@AsimD 2.74484 SettlingTime= 1.721291223883845` 1.72129 targetsettlingtime=settlingtime/2.86645 wdesired = 4 ζdesired targetsettlingtime 6.2414 pds= s 2 2 + 2ζ w n s+ w n ê. 8ζ ζdesired, wn wdesired< 38.9393+ 9.29535 s + s 2 clst1 = CoefficientList@p PD, sd 84.+ 3.2 K p, 5. + 3.2 K d, 1< clst2=coefficientlist[pds,s] {38.9393,9.29535,1} sol= Solve@clst1 clst2, 8K p, K d <D 88K d 1.3423, K p 1.9185<< Fsfix=Fs/.sol[[1]] 1.9185 +1.3423 s Solve[Fsfix ] {{s -8.13421}} AchievedL=Ls/.sol[[1]] 3.2 H1.9185 + 1.3423 sl 4+ 5. s + s 2 27

PolesSISO[AchievedL] {-4.,-1.} ZerosSISO[AchievedL] {-8.13421} AchievedTs2 = T PD ê.sol@@1dd 34.9393 + 4.29535 s 38.9393 + 9.29535 s + s 2 poles=polessiso[achievedts2] {-4.64768-4.16394,-4.64768+4.16394 } ZerosSISO[AchievedTs2] {-8.13421} TimeDomainCharacteristics[AchievedTs2,ShowMessages True] Reducing tmax to.91173 Settling Time (Ts) :.828166 sec Overshoot Time (Tp):.544822 sec Overshoot :.531135 Delay Time (Td) :.11844 sec Rise Time (Tr) :.257834 sec {.531135,.544822,.828166,.11844,.257834} SteadyStateError[AchievedTs2] -.12724 28

1.c.Simülasyon Step[AchievedTs2] YHtL 1.8.6.4.2 Time Response.25.5.75 1 1.25 1.5 Time GraphicsArray 1.c.Sonuç Sonuç olarak, b.828166 saniye %96 %5.3 bulundu. Bu sonuç beklenenden hayli fazla. Bunun sebebi ise -.12724.35529 ev etkeninin 29

1.d.Amaç {- - Bu takdirde PID Kontrolörü yüzünden eklenecek ikinci yine onun kutbun et F( s) = KP + KDs kontrolörünün kökü -8 idi. Ki F( s) = KP + KDs + s KP + KDs Ki F( 8.13421) = KP + KDs + 8.13421 terim K i eksi yönde bir ötelemeye neden olur. O halde bu negatif ötelemenin bir pozitif 8.13421 öteleme ile giderilmesi gerekir ki F( s) K P + K Ds - - K P terimi K Ds Ki teriminden büyük olacak ve bu pozitif fark, s AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control`, Fs= TogetherAExpandAK p + K d s+ K i s EE 3

s 2 K d + K i + s K p s Fsn=Numerator[Fs] s 2 K d + K i + s K p Solve[Fsn,{s}] - -8 den biraz küçük) olsun daha ::s K p "###################### 4 K d K i + K2 p 2 K d >, :s K p + "###################### 4 K d K i + K2 p 2 K d >> f= K p "###################### 4K d K i + K2 p 2K d H 7.619L 7.619+ K p "###################### 4 K d K i + K2 p 2 K d sol=solve[f ] 88K i 1. 1 6 H 5.8492 1 7 K d + 7.619 1 6 K p L<< düzenlenirse Fsyeni=Fs/.sol[[1]] s 2 K d + s K p + 1. 1 6 H 5.8492 1 7 K d + 7.619 1 6 K p L s n 1 = 5 n = Gs= 3.2+ n s 2 + H3.5+.3n 1 L s+ 4+.2n 31

3.2 4 + 5. s + s 2 Ls=Gs Fsyeni H3.2 Hs 2 K d + s K p + 1. 1 6 H 5.8492 1 7 K d + 7.619 1 6 K p LLL Hs H4+ 5. s + s 2 LL = TogetherA Ls 1+ Ls E H 185.757 K d + 3.2 s 2 K d + 24.388 K p + 3.2 s K p L H4. s+ 5. s 2 + s 3 185.757 K d + 3.2 s 2 K d + 24.388 K p + 3.2 s K p L 4. s+ 5. s 2 + s 3 185.757 K d + 3.2 s 2 K d + 24.388 K p + 3.2 s K p bulunur. Asim=.3; ζdesired = Log@AsimD è!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! π 2 + Log@AsimD 2.74484 SettlingTime= 1.721291223883845` 1.72129 targetsettlingtime=settlingtime/2.86645 wdesired = 4 ζdesired targetsettlingtime 6.2414 32

pds= s 2 + 2ζ w n s+ w n 2 ê. 8ζ ζdesired, wn wdesired< 38.9393+ 9.29535 s + s 2 residue i olsun: pes=s+a a+s pds2=expand[pds pes] 38.9393 a+ 38.9393 s + 9.29535 a s + 9.29535 s 2 + a s 2 + s 3 8 185.757 K d + 24.388 K p, 4. + 3.2 K p, 5. + 3.2 K d, 1< clst2=coefficientlist[pds2,s] {38.9393 a,38.9393 +9.29535 a,9.29535 +a,1} sol2=solve[clst1 clst2] 88a.644357, K d 1.54366, K p 12.793<< Bu noktadan hareketle K p,k d,k i ifadeleri yerlerine konursa: Fs s 2 K d + K i + s K p s K i =.1`H 66969.`K d + 813.`K p L ê.sol2@@1dd 1.95374 Fsyeni/.sol2[[1]] 33

7.8489 + 12.793 s + 1.54366 s 2 s LT=Ls/.sol2[[1]] 3.2 H7.8489 + 12.793 s + 1.54366 s 2 L s H4+ 5. s + s 2 L RootLoci[LT] Root Locus Plot 4 2 I m HsL -2-4 -15-125 -1-75 -5-25 ReHsL Graphics 25.98 + 4.9288 s + 4.93971 s 2 25.98 + 44.9288 s + 9.93971 s 2 + s 3 PolesZeros[AT] {{-4.64768-4.16394,-4.64768+4.16394,-.644357},{-7.619, -.666677}} -7.619 da olan Yine -7.619 daki kutup sayesinde etkisini giderebilecek bir kutbun o bölgeye geldi. 34

(-.666677) kutbu sayesinde(-.644357) etkisiz hale geliyor. beklenir. Zaman Bölges TimeDomainCharacteristics[AT,ShowMessages True] Reducing tmax to.721259 Settling Time (Ts) :.659231 sec Overshoot Time (Tp):.534453 sec Overshoot :.35389 Delay Time (Td) :.116844 sec Rise Time (Tr) :.26472 sec {.35389,.534453,.659231,.116844,.26472} SteadyStateError[AT]. 1.d.Simülasyon Step[AT] 1.8 Time Response YHtL.6.4.2 2 4 6 8 1 12 Time GraphicsArray 35

1.d.Sonuç Sonuç olarak, n.35389 % 3,5.86645.659231 olarak bir sonraki. 36

2.1.Amaç Sistem transfer fonksiyonunun Gs= 3.2+ n Hs 2 + H3.5+.3n 1 L s + 4+.2n L H.1s + 1L v -Nichols (osilasyon) yöntemiyle belirleyiniz. Mathematica nda Sonuç olarak verilen sistemi kontrol 2.2. AppendTo[$Path,"P:\\Muhendis\Mathematica\macsybox"]; <<Control` n 1 = 5 n = Sistemin transfer fonksiyonu: Gs= 3.2+ n Hs 2 + H3.5+.3n 1 L s + 4+.2n L H.1s + 1L Ziegler- F=K K L=Gs K 3.2 H1 +.1 sl H4 + 5. s + s 2 L 3.2 K H1 +.1 sl H4 + 5. s + s 2 L T= TogetherAExpandA L 1+ L EE 37

3.2 K 4. + 3.2 K + 5.4 s + 1.5 s 2 +.1 s 3 polinom pcs=denominator[t] 4.+ 3.2 K + 5.4 s + 1.5 s 2 +.1 s 3 rtblnichols=routhtabulation[pcs] :.1, 1.5, 5.19.34762 K,.975238 H 164.125+ KL H1.25 + KL 5.19.34762 K Map[(#>)&,rtblnichols] > :True, True, 5.19.34762 K >,.975238 H 164.125+ KL H1.25 + KL 5.19.34762 K > > cond=apply[and,map[(#>)&,rtblnichols]] 5.19.34762 K > &&.975238 H 164.125+ KL H1.25 + KL 5.19.34762 K > Reduce[cond] -1.25<K<164.125-1.25<K< pcsnichols=pcs/.k 164.125 529.2+ 5.4 s + 1.5 s 2 +.1 s 3 s1=solve[pcsnichols ] 88s 15.<, 8s 4.14939 1 17 22.4499 <, 8s 4.14939 1 17 + 22.4499 << 38

K c = 164.125 164.125 : w c = 22.449 22.449 Buradan Ziegler- P c = 2 π w c.279887 K p =.6K c 98.475 T r =.5P c.139944 T d = P c 8.349859 i FNichols= ExpandAK p j1+ 1 k T r s + T d s y ze { 98.475+ 73.677 s Ziegler- Gs + 3.44524 s 39

LNichols=Gs FNichols ç 3.2 H1 +.1 sl H4 + 5. s + s 2 L 3.2 I98.475 + 73.677 + 3.44524 sm s H1 +.1 sl H4 + 5. s + s 2 L TNichols= TogetherAExpandA Step[TNichols] LNichols 1+ LNichols EE 2251.77 + 315.12 s + 11.248 s 2 2251.77 + 319.12 s + 16.648 s 2 + 1.5 s 3 +.1 s 4 Time Response YHtL 1.5 1.25 1.75.5.25.5 1 1.5 2 2.5 3 Time TimeDomainCharacteristics[TNichols,ShowMessages True] Settling Time (Ts) : 1.51467 sec Overshoot Time (Tp):.159916 sec Overshoot :.642757 Delay Time (Td) :.482765 sec Rise Time (Tr) :.54311 sec {.642757,.159916,1.51467,.482765,.54311} 4

Bir F PID = 1 s I7.8488521683325`+ 12.79264945564488`s + 1.5436595785453735`s 2 M 7.8489 + 12.793 s + 1.54366 s 2 s L PID = GsF PID 3.2 H7.8489 + 12.793 s + 1.54366 s 2 L H1 +.1 sl s H4 + 5. s+ s 2 L T PID = TogetherAExpandA L PID 1+ L PID EE 25.98 + 4.9288 s + 4.93971 s 2 25.98 + 44.9288 s + 9.97971 s 2 + 1.5 s 3 +.1 s 4 Buna göre elde edilen transfer fonksiyonunun Step@T PID D Time Response 1.8 YHtL.6.4.2 2 4 6 8 1 12 Time Yine TimeDomainCharacteristics@T PID, ShowMessages TrueD 41

Reducing tmax to.734446 Settling Time (Ts) :.676425 sec Overshoot Time (Tp):.513378 sec Overshoot :.39457 Delay Time (Td) :.121918 sec Rise Time (Tr) :.24758 sec {.39457,.513378,.676425,.121918,.24758} 42

2.3.Simülasyon Step[TNichols] YHtL 1.5 1.25 1.75.5.25 TimeDomainCharacteristics[TNi chols,showmessages True] Settling Time (Ts) : 1.51467 sec Overshoot Time (Tp):.159916 sec Overshoot :.642757 Time Response.5 1 1.5 2 2.5 3 Time Delay Time (Td) :.482765 sec Rise Time (Tr) :.54311 sec Step[T PID ] YHtL 1.8.6.4.2 2 4 6 8 1 12 Time TimeDomainCharacteristics [T PID,ShowMessages True] Settling Time (Ts) :.676425 sec Overshoot Time (Tp):.513378 sec Overshoot :.39457 Time Response Delay Time (Td) :.121918 sec Rise Time (Tr) :.24758 sec {.642757,.159916,1.51467,.482765,. 54311} {.39457,.513378,.676425,.121918,.247 58} 43

2.4.Sonuç - PID çok daha olumsuz sonuçlar Ziegler- Nichols c göre; Ziegler- Nichols, önceki 3 kat ve önceki Buna göre önceki PID Verilen sistemi kontrol etmek için 44