KONTROL SİSTEMLERİ EEM 306

Benzer belgeler
Ders #1. Otomatik Kontrol. Otomatik Kontrol e Giriş. Prof.Dr.Galip Cansever. 26 February 2007 Otomatik Kontrol. Prof.Dr.

Ders #1. Otomatik Kontrol. Otomatik Kontrol e Giriş. Doç. Dr. Haluk Görgün. 18 February 2010 Otomatik Kontrol Doç.Dr. Haluk Görgün

H1 - Otomatik Kontrol Kavramı ve Örnek Devreler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

Derste Neler Anlatılacak? Temel Mekatronik Birimler,temel birim dönüşümü Güncel konular(hes,termik Santral,Rüzgar Enerjisi,Güneş

SİSTEM DİNAMİĞİ VE KONTROL

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

KONTROL ORGANI VE SİSTEMLERİ:

MKT 210 OTOMATĠK KONTROL

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

OTOMATİK KONTROL. Set noktası (Hedef) + Kontrol edici. Son kontrol elemanı PROSES. Dönüştürücü. Ölçüm elemanı

Kontrol Sistemleri (EE 326) Ders Detayları

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

ELN3052 OTOMATİK KONTROL BAHAR

OTOMATİK KONTROL BÖLÜM-1 OTOMATİK KONTROL E GİRİŞ

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

Otomatik Kontrol. Kontrol sistemlerine giriş

DERSİN ADI DENEY ADI DENEYİN SORUMLUSU DENEYİN YAPILDIĞI LABORATUAR

KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ. Hazırlayan Dr.Birol Arifoğlu

OTOMATİK KONTROL

ELN3102 OTOMATİK KONTROL BAHAR

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ

Bölüm 1 Güç Elektroniği Sistemleri

MAK3002 OTOMATİK KONTROL BAHAR. Ders Kitabı (Ders Notu)

Dersin Yarıyılı. Kredisi. Prof. Dr. İbrahim YÜKSEL/ Öğr. Gör. Dr. Mesut ŞENGİRGİN/ Öğr. Gör. Dr. Gürsel ŞEFKAT/Öğr.Gör.Dr. Zeliha K.

H04 Mekatronik Sistemler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

İşlenecek Konular (Haftalık Program)

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

1. ENDÜSTRİYEL OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ Otomatik kontrol sisteminden önce bir kontrol sisteminin ne olduğunu açıklamak gerekir. Son yıllard

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Dinamik sistemlerin Kontrolü ve Modellemesi MK-413 4/Güz (3+0+0) 3 5

KONTROL VE OTOMASYON MÜH. BÖLÜMÜ

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

1.Sınıf / Güz Dönemi

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Bilgisayarlı Kontrol Sistemleri BIL

MAK3002 OTOMATİK KONTROL BAHAR. Ders Kitabı (Ders Notu)

OTOMASYON SİSTEMLERİ. Hazırlayan Yrd.Doç.Dr.Birol Arifoğlu

DENİZ HARP OKULU ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

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

DENEY.3 - DC MOTOR KONUM-HIZ KONTROLÜ

25. KARARLILIK KAPALI ÇEVRİM SİSTEMLERİNİN KARARLILIK İNCELENMESİ

KESİKLİ İŞLETİLEN PİLOT ÖLÇEKLİ DOLGULU DAMITMA KOLONUNDA ÜST ÜRÜN SICAKLIĞININ SET NOKTASI DEĞİŞİMİNDE GERİ BESLEMELİ KONTROLU

DENEY 3 HAVALI KONUM KONTROL SİSTEMİ DENEY FÖYÜ

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

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bahar Yarıyılı 10. Bölüm Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

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

ELEKTRİK MOTORLARI VE SÜRÜCÜLER ELEKTRİK MOTORLARINDA DENETİM PRENSİPLERİ

I. YARIYIL (1. SINIF GÜZ DÖNEMİ) 2012 %25 DERS PLANI. Ders Saati İle İlgili Komisyon Görüşü Uygun Uygun Değil

1.Sınıf / Güz Dönemi

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Bilgisayarlı Kontrol Sistemleri II BIL

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

Makine Mühendisliği Bölümü 2018 Eğitim - Öğretim Planı

1.Sınıf / Güz Dönemi

Endüstriyel Otomatik Kontrol Sistemleri Y.Doç.Dr. Tuncay UZUN, EHM 5104 (3 0 3)

1.Sınıf / Güz Dönemi

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

KIRKLARELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİMSEL HAZIRLIK PROGRAMLARI YILLIK EĞİTİM PLANI

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

EEM 452 Sayısal Kontrol Sistemleri /

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

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

Bölüm 2. Bir boyutta hareket

PID SÜREKLİ KONTROL ORGANI:

OTOMATİK KONTROL DERS NOTLARI. DERLEYEN: Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU. Kasım BAU MMF Makine Müh. Bölümü

BÖLÜM 5 OTOMATİK KONTROL FORMLARI 5.1 AÇIK KAPALI KONTROL (ON-OFF) BİLGİSAYARLI KONTROL

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME KURALLARI

Mekatroniğe Giriş Dersi

Otomatik Sıcaklık Kontrolü Otomatik Sıcaklık Kontrolü

BÖLÜM-6 BLOK DİYAGRAMLARI

ÖĞRETİM PROGRAMI İÇERİĞİ

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

Okut. Yüksel YURTAY. İletişim : (264) Sayısal Analiz. Giriş.

Sinyal Analizi ve Kontrol (AEE303) Ders Detayları

İleri Diferansiyel Denklemler

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

İleri Diferansiyel Denklemler

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İMALAT MÜHENDİSLİĞİ PROGRAMI BAHAR IML-322 İMALATTA OTOMASYON ÖDEV 1 Çözümü Y.Doç. Dr.

SIEMENS MICROMASTER 430 ve FAN UYGULAMA ÖRNEKLERİ

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

Kontrol Sistemlerinin Tasarımı

T.C. EGE ÜNİVERSİTESİ ALİAĞA MESLEK YÜKSEKOKULU

Otomatik Kontrol. Otomatik kontrol sistemleri ve sınıflandırılması

Hazırlık Sınıfı. 1.Sınıf / Güz Dönemi

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MAK 3026

Açık Çevrim Kontrol Açık Çevrim Kontrol

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/10) Akreditasyon Kapsamı

GÖREVDE YÜKSELME VE UNVAN DEĞİŞİKLİĞİ SINAVI KONU BAŞLIKLARI

Robot Bilimi. Robot Kontrol Sistemleri

BÖLÜM-9 SİSTEM HASSASİYETİ

SAYISAL KONTROL 2 PROJESİ

Modelleme bir sanattan çok bir Bilim olarak tanımlanabilir. Bir model kurucu için en önemli karar model seçiminde ilişkileri belirlemektir.

SEYDİŞEHİR MESLEK YÜKSEKOKULU TEKNİK PROGRAMLAR BÖLÜMÜ ELEKTRİK PROGRAMI (İLETİM DAĞITIM VE TESİSAT) (I.ÖĞRETİM) DERS DAĞILIM ÇİZELGESİ

KİTAP ADI KONU YAYINEVİ SAYFA SAYI DİLİ BASIM TARİH KİTAP TÜR ISBN KONFERANS ADI KONFERANS KONUSU ÜLKE KONFERANS TÜRÜ TARİH

Transkript:

İSTANBUL GELİŞİM ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRİK VE ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ (EEMB) KONTROL SİSTEMLERİ EEM 306 DOÇ. DR. İNDRİT MYDERRİZİ I KONTROL SİSTEMLERİ Ders Kodu : EEM469 Dersin Adı : Kontrol Sistemleri Kredi/Saat : 5 (3+0+2) Dönem : Bahar 2018-2019 Öğretim Üyesi : Doç. Dr. İndrit Myderrizi Ders Kitabı : Otomatik Kontrol Sistemleri, Atilla Bir, Literatür Yayınları, 7.Basım. 1999 Tavsiye edilen kitap(lar): Control System Engineering, Norman S. Nise, 4 th Edition, John Wiley & Sons, 2004. Otomatik Kontrol 1-2, M. Kemal Sarıoğlu. İ.T.Ü, Birsen Yayınevi, 1997 Notlandırma: Arasınav (ödev1+sınav) %40 (%10 + %30) Final (quiz+ödev2+sınav) % 60 (%10 + %10 +%40) 1 1

DERS PLANI Kontrol Sistemlerine Giriş Sistemlerin Matematiksel Modelleri:Laplas Dönüşümü Blok Diyagramları ve Transfer Fonksiyonları İşaret Akış Diyagramları Birinci Dereceden Sistemlerin Zaman Domeni Davranışı İkinci Dereceden Sistemlerin Zaman Domeni Davranışı Kontrol Sistemlerinde Kararlılık Analizi Kararlılık ve Routh-Hurwitz Kriteri Kontrol Sistemlerin Sürekli Hal Hataları Köklerin Geometrik Yer Eğrisi Yöntemi Kontrolör Yapıları Frekans Cevabı Yöntemi 2 ÖZET Kontrol Sistemlerine Giriş Tanımlar Kontrol Sistemlerin Türleri Otomatik Kontrolün Tarihçesi Uygulama Örnekleri 3 2

Tanımlar Sistem: Belirli bir amacı sağlamak üzere bir bütün oluşturan bağlantılı elemanlar kümesidir. Kontrol Sistemi: Kendisini ya da başka bir sistemi, düzenlemek, kumanda etmek veya yönetmek üzere uygun bir biçimde bağlanmış fiziksel elemanlar kümesidir. Otomatik Kontrol: Kontrol işlemlerinin, kontrol edilmek istenen olay etrafında kurulmuş bir karar mekanizması tarafından, doğrudan insan girişimi olmadan gerçekleştirilmesidir. Giriş(ler): Bir sisteme, o sistemin dışından uygulanan, diğer değişkenlerden bağımsız biçimde değişebilen ve sistemin davranışını etkileyen değişkenlere sistemin giriş değişkenleri veya kısacası girişler denir. İki tip giriş vardır: Kumanda/Kontrol girişleri: bir sistemin girişleri arasında, istendiği gibi değiştirilebilen ve sistemin çıkışlarını en çok etkileyen girişlere kumanda/kontrol değişkenleri veya girişleri denir. Bozucu etkiler: bir sistemin girişleri arasında kumanda edilemeyen ve değişimi 4 önceden kestirilemeyen girişlere bozucu değişkenler, bozucu etkiler veya kısacası bozucular denir. Çıkış(lar): bir sistemin davranışını belirleyen değişkenler arasında tasarım ya da gözlem açısından en belirleyici olanlarına sistemin çıkış değişkenleri veya kısacası çıkışlar denir. Çıkışlar genellikle gözlenebilir/ölçülebilir değişkenlerdir. Bir sistemin girişleri ve çıkışları arasında bir sebep-sonuç ilişkisi vardır. Bir sistem, çevresinden girişleri ile etkilenir ve çevresini çıkışları ile etkiler. Sistem: Buzdolabı Girişleri: Sıcaklık ayarı, şebeke elektriği Çıkışları: İstenen seviyede sıcaklık Kumanda: Termostat aracılığıyla kompresörün aralıklarla çalıştırılıp durdurulması Bozucular: Ortam havasındaki değişiklikler, kapının açılma sıklığı, vs. 5 3

Kontrol Sistemlerin Türleri Açık Çevrim Kontrol: girişindeki kumanda/kontrol işareti çıkıştan bağımsız olan bir kontrol sistemidir. Bu kontrol türünde önceden belirlenen kumanda değişkenleri her şart ve durumda değişmeksizin aynı kalır. Dolayısıyla giriş değişkenleri, bozucular ve çıkış değişkenleri değişmesine rağmen giriş-çıkış arasında ölçme yapılmadığından kumanda sabit kalır. Fakat açık çevrim kontrol sistemlerinde çıkış, giriş işaretinin bir fonksiyonudur. Açık çevrim kontrol 6 Açık çevrim kontrol sistemlerin bir örneği belli bir program çerçevesinde çalışan tam otomatik çamaşır makinesidir. Herhangi bir nedenden ötürü suyun debisi değişirse (bozucu etken) çamaşırların temizliği (beklenen çıkış) etkilenip istenilen seviyenin altında olacaktır. Arzu edilen çamaşırların temizliği 7 4

Kapalı Çevrim Kontrol: girişindeki kumanda/kontrol işareti, çıkış işaretine ya da çıkış işaretinden üretilen bir işaretle bir referans işaret arasındaki farka bağlı olan bir kontrol sistemidir. Bu kontrol tipinde sistemin çıkışları sürekli ölçülerek girişler kontrol edilir. İstenen değer ile ölçülen değer arasındaki farka bağlı hata (giderme) işareti oluşturulur. Bu sistemlere geri beslemeli kontrol sistemleri de denir. Kapalı çevrim kontrol 8 Kapalı çevrim kontrol sistemlerin bir örneği insanın vücudu, kandaki şeker seviyesini dengede tutan sistemdir. Yüksek karbonhidratlı bir besin veya tatlı (bozucu etkenler) yediklerimizde kandaki şeker seviyesi normalinden yükselir, tekrar dengeyi sağlamak için vücuttaki pankreas insülin salgır ve kandaki şeker seviyesi dengede tutulur. Kandaki normal şeker seviyesi 9 5

Otomatik Kontrolün Tarihçesi 1. yüzyılda yaşayan İskenderiye'li Heron çeşitli yüzen düzenleyicilerle ilgili Pneumatica isimli bir kitap yazmıştır. Bu örnekte kaptaki su azaldığı zaman yüzer küre kolu aşağı inerek kendisiyle beraber bir makara sistemiyle bir kesiciyi açar ve kaba fazla su gelmesini sağlar. Kaptaki su seviyesinin yükselmesiyle küre de yükselecek, ona bağlı olarak da kesici, kaba gelen su debisini azaltacaktır. Bu şekilde su seviyesinin istenen değişmez bir değerde kalması gerçeklenmiş olacaktır. 10 İlk kontrol örneklerinden olan dönen milin hızını belirleme düzeneğidir. Un öğüten yel değirmeninin öğütücü hızının kontrolü, James Watt ın buhar makinasının hızının kontrolü ile gerçekleştirilmektedir. Motorun dengede çalıştığını düşünelim. İki top merkezi mil etrafında döner. Topların hareketi, açısı ve uzunluğu verilen bir huni şeklindedir. Motor aniden yüklendiğinde hızı düşer, ve huni daha küçük olur. Bu durumda vana açılılır ve motora daha çok yakıtın alınması sağlanır. 11 6

İlk sistematik kararlılık çalışması 1868 J.C. Maxwell in On Governors adlı makalesiyle yayınlandı. Bu makalede Maxwell, Governor un diferansiyel denklemlerini çıkartım denge noktası etrafında doğrusallaştırıp, sistem kararlılığının karakteristik denklemin kutuplarının negatif olmasıyla mümkün olacağını belirtmiştir. 1877 de E.J. Routh karakteristik denkleme göre kararlılık kriterini geliştirerek ödül almıştır. Bunun hemen ardından Rus matematikçi A.M. Lyapunov, 1893, hareketin, hareketli sistemlerin kararlılığı üzerine çalışmalara başlamıştır. Daha çok lineer olmayan diferansiyel denklemlerle hareketi incelemiştir. Lyapunov un çalışmaları durum değişkenleri yaklaşımının temelini teşkil etmektedir fakat bu yaklaşım ancak 1958 de kontrol literatürüne girmiştir. 1932 de Nyquist, frekans döngü cevabından kararlılığın grafiksel olarak nasıl belirlenebileceğini yayınladı. İlk PID (Proportional-İntegral-Derivative) kontrol Callender ve arkadaşları tarafından 1936 da geliştirildi. 12 Uçak kontrolü üzerine çalışan W.R. Evans, uğraştığı bir çok problemin kararsız veya marjinal kararlı sistemler olması sebebiyle frekans yöntemleri ile başarılı olamadı ve karakteristik denklemde parametre değişimine göre sistem davranışını inceleyen Kök Yer Eğrilerini geliştirdi, 1948. 1950 lerde adi diferansiyel denklemler kontrol sistemlerinin modellenmesinde kullanılmaya başlandı. 1960 daki H.W Bode nin konuşmasından esinlenilerek, 1964 Bellman ve Kalaba geribesleme kuvetlendiricisini geliştirmişlerdir. Uygulama Örnekleri Havacılık ve Uzay: Uçak, güdüm kontrolü, uzay araçları. Biyolojik Sistemler: Sinir sistemi tüm vucut için denetleyicidir. Robot Uygulamaları: Hassasiyetin çok önemli olduğu üretim hatlarında otomatik işlevler, insanlar için tehlikeli olabilecek işler (i.e. askeri ve uzay uygulamaları). 13 7

Bilgisayar ve İletişim Uygulamaları: Cep telefon şebekelerinin güç kontrolü, network bilgi akış kontrolü vs. Akıllı Ulaşım ve Otomotiv Sistemleri: Tren uyarı sistemleri, otomatik pilot, otomatik hava trafik kontrolü, otoyol trafik kontrolü, trafik lambaları kontrolü, vs. Elektromekanik Sistemler: Arabalar, mikro eyleyiciler ve algılayıcılar, manyetik kaldırma sistemi, DC motor kontrolü, güç elektroniği. Kimyasal Süreçler: Petrol rafinerileri, kimyasal reaksiyon kontrolü, asit baz dengesi kontrolü. Elektronik Ev Aletleri: DVD oynatıcıları, dijital kameralar, bulaşık makinaları, otomatik klimalar (A/C), alarm sistemleri ve güvenlik kameraları. Bina Otomasyonu: Asansör kontrolü, aydınlatma, ısıtma sistemi kontrolü, vs. Endüstriyel Sistemler: Her türlü üretim hattı, iş makinası, Bilgisayarlı Sayısal Denetim (CNC) makineleri vs. 14 8