KONTROL SİSTEMLERİ EEM 306

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

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

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

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

İleri Diferansiyel Denklemler

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

10. Sunum: Laplace Dönüşümünün Devre Analizine Uygulanması

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

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

İşaret ve Sistemler. Ders 3: Periyodik İşaretlerin Frekans Spektrumu

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

BÖLÜM-9 SİSTEM HASSASİYETİ

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

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

Kontrol Sistemlerinin Tasarımı

Otomatik Kontrol. Kapalı Çevrim Kontrol Sistemin Genel Gereklilikleri

İşaret ve Sistemler. Ders 2: Spektral Analize Giriş

Alternatif Akım; Zaman içerisinde yönü ve şiddeti belli bir düzen içerisinde değişen akıma alternatif akım denir.

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

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

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

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

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

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

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

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

İleri Diferansiyel Denklemler

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Ayrık zamanlı sinyaller için de ayrık zamanlı Fourier dönüşümleri kullanılmatadır.

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

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

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

Ders #9. Otomatik Kontrol. Kararlılık (Stability) Prof.Dr.Galip Cansever. 26 February 2007 Otomatik Kontrol. Prof.Dr.

Ders # Otomatik Kontrol. Kök Yer Eğrileri. Prof.Dr.Galip Cansever. Otomatik Kontrol. Prof.Dr.Galip Cansever

Kontrol Sistemlerinin Tasarımı

BÖLÜM 6 LAPLACE DÖNÜŞÜMLERİ

4. Sunum: AC Kalıcı Durum Analizi. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN-R. Mark NELMS, Nobel Akademik Yayıncılık

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

25. KARARLILIK KAPALI ÇEVRİM SİSTEMLERİNİN KARARLILIK İNCELENMESİ

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

DENEY 5: FREKANS CEVABI VE BODE GRAFİĞİ

BÖLÜM-6 BLOK DİYAGRAMLARI

AC Circuits Review Assoc.Prof.Dr.Bahtiyar DURSUN Department of Energy Systems Engineering

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

Deney 5 : Ayrık Filtre Tasarımı. Prof. Dr. Aydın Akan Bahattin Karakaya Umut Gündoğdu Yeşim Hekim Tanç

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

7. BÖLÜM İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI .= Genel: Vektörler bölümünde vektörel iç çarpım;

ÜNİTE. MATEMATİK-1 Yrd.Doç.Dr.Ömer TARAKÇI İÇİNDEKİLER HEDEFLER DOĞRULAR VE PARABOLLER

ANALOG HABERLEŞME (GM)

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

Örnek...1 : Örnek...5 : n bir pozitif tamsayı ise i 4 n + 2 +i 8 n i 2 0 n + 6 =?

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

Elektromanyetik Dalga Teorisi Ders-3

ÖSS MATEMATİK TÜREV FASİKÜLÜ

Matematikte karşılaştığınız güçlükler için endişe etmeyin. Emin olun benim karşılaştıklarım sizinkilerden daha büyüktür.

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

EEM 307 Güç Elektroniği

2. Sunum: Birinci ve İkinci Mertebeden Geçici Devreler

KONU 4: DOĞRUSAL PROGRAMLAMA MODELİ İÇİN ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ I

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta Kompleks Sayıların Cebirsel ve Geometrik Özellikleri

Dizi Antenler. Özdeş anten elemanlarından oluşan bir dizi antenin ışıma diyagramını belirleyen faktörler şunlardır.

İleri Diferansiyel Denklemler

Artan-Azalan Fonksiyonlar Ekstremumlar. Yard. Doç. Dr. Mustafa Akkol

İleri Diferansiyel Denklemler

İleri Diferansiyel Denklemler

Rastgele Değişkenlerin Dağılımları. Mühendislikte İstatistik Yöntemler

7.2 Fonksiyon ve Fonksiyon Tanımları (I) Fonksiyon ve Fonksiyon Tanımları (II)

DENEY 5. Pasif Filtreler

1. BÖLÜM Polinomlar BÖLÜM II. Dereceden Denklemler BÖLÜM II. Dereceden Eşitsizlikler BÖLÜM Parabol

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Çözümlü Limit ve Süreklilik Problemleri

Nedim Tutkun, PhD, MIEEE Düzce Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Konuralp Düzce

Analog Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri

Sayısal Filtre Tasarımı

İleri Diferansiyel Denklemler

İşaret ve Sistemler. Ders 11: Laplace Dönüşümleri

C L A S S N O T E S SİNYALLER. Sinyaller & Sistemler Sinyaller Dr.Aşkın Demirkol

13. 2x y + z = 3 E) 1. (Cevap B) 14. Dikdörtgen biçimindeki bir tarlanın boyu 10 metre, eni 5 metre. Çözüm Yayınları

İleri Diferansiyel Denklemler

Makine Elemanları I. Toleranslar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU AKTİF FİLTRELER

ELASTİK DALGA YAYINIMI

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

1. KEYNESÇİ PARA TALEBİ TEORİSİ

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

Hatalar ve Bilgisayar Aritmetiği

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

Sayısal Kontrol - HAVA HARP OKULU

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SİSTEM SIFIRLARININ KAPALI ÇEVRİM SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

Transkript:

İSTANBUL GELİŞİM ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRİK VE ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ (EEMB) KONTROL SİSTEMLERİ EEM 306 DOÇ. Dr. İndrİt Myderrİzİ VI ÖZET II. İkinci Dereceden Sistemlerin Zaman Domeni Davranışı Aşırı Sönümlü Sistem Az Sönümlü Sistem Sönümsüz Sistem Kritik Sönümlü Sistem Genel 2. Dereceden Sistemler Az Sönümlü 2. Dereceden Sistemler 2. Dereceden Sistemlerin Kutup Çizimi 1 1

Giriş 1. dereceden sistemlerde parametrenin değişimi sadece sistemin cevap hızını etkiler ama 2. dereceden sistemlerde parametre değişimi cevabın şeklini de değiştirebilir. Aşağıdaki genel 2. dereceden sistem ele alınsın; sistemin iki sonlu kutbu var ve sıfırı yok. Paydadaki b sayısı sadece girişi çarpan bir katsayıdır. a ve b ye değişik değerler vererek 2. dereceden sistemin davranışı incelenir. Kutupların ve sıfırların kullanılması ve bunların sistemin zaman cevabı ile ilişkisi, sistemin cevabın değerlendirmesini daha basit bir hale getiren bir tekniktir. 2 Aşırı Sönümlü İki kök reel eksen üzerindeyken oluşan cevaptır. Giriş fonksiyonu sabit olan zorlanmış çözümü, reel eksen üzerindeki iki kutup da doğal çözümü oluşturur. 3 2

Az Sönümlü Kompleks eşlenik kökler varken olan cevaptır. 4 Üstel azalma kompleks kutup çiftin reel kısımdan oluşur Sinüzoidal salınım kompleks kutup çiftin imajiner kısımdan oluşur Bu tür cevaplara sönümlü cevaplar adı verilir ve kararlı hale sönümlü osilasyon ile ulaşır. Sinüzoidal ın frekansına sönümlü osilasyon/salınım frekansı denir, ω d. 5 3

Örnek: Sisteminin birim basamak cevabını yazın. veya 6 Sönümsüz İki kök imajiner eksen üzerindeyken oluşan cevaptır. Orijindeki giriş zorlanmış çözümü oluştururken imajiner eksen üzerinde ±3j deki kutuplar sinüzoidal doğal çözümü oluşturur. 7 4

Kritik Sönümlü İki katlı kök negatif reel eksen üzerindeyken oluşan cevaptır. Orijindeki giriş zorlanmış çözümü oluştururken reel eksen üzerinde -3 deki katlı kutuplar üstel ve üstel ile zamanın çarpımı doğal çözümü oluştururlar. 8 Genel olarak ifade edilirse; 1) Aşırı sönümlü cevapta iki gerçek kök vardır ve geçici hal cevabı dir. 2) Az sönümlü cevapta karmaşık kökler vardır ve geçici hal cevabı dir. 3) Sönümsüz cevapta köklerin karmaşık kısmı vardır ve geçici hal cevabı dir. 4) Kritik sönümlü cevapta gerçek ve katlı kökler vardır ve geçici hal cevabı dir. 9 5

Sönümsüz Az sönümlü Kritik sönümlü Aşırı sönümlü 10 Örnek : Aşağıdaki transfer fonksiyonu için basamak cevap formunu belirleyin. Cevap formu sönümlüdür. 11 6

Örnek : Aşağıdaki transfer fonksiyonu için basamak cevap formunu belirleyin. Cevap formu aşırı sönümlüdür. 12 Örnek : Aşağıdaki transfer fonksiyonu için basamak cevap formunu belirleyin. Cevap formu kritik sönümlüdür. Örnek : Aşağıdaki transfer fonksiyonu için basamak cevap formunu belirleyin. Cevap formu sönümsüzdür. 13 7

Genel 2. Dereceden Sistemler Doğal frekansı (ω n ) ve sönüm oranı (ζ) 2. dereceden sistemlerin parametreleridir. Sönümsüz bir sistemin salınım frekansı, doğal frekansı verir. Sönüm oranı, ζ, zaman değişkenine bağlı olmaksızın bir oran elde etmek amacıyla tarif edilmiştir. ζ = üstel sönüm frekansı/doğal frekansı veya ζ = (1/2π) doğal peryot/zaman sabiti Genel durumda sıfırı olmayan, 2. dereceden sistemin gösterilişi aşağıdaki gibidir; Sönümsüz sistemin kutupları imajiner eksen üzerinde olacaktır ve sistem cevabı sönümsüz sinüzoidaldır. Sistemin sönümsüz olması için a=0 olmalıdır. 14 Böylece tanım gereği sistemin sönüm frekansı sistemin doğal frekansıdır. Sistem kutupları imajiner eksende ± b de olduğu için ω n = b ve b = ω n 2 dir. Sistem az sönümlü kabul edilirse zaman sabiti kökün reel kısmı olur. Sistemin genel ifadesi aşağıdaki gibidir. 2. dereceden bir sistemde ζ ve ω n nin bulunmasında G(s) transfer fonksiyonu kullanılır. G(s) in kökleri aşağıdaki gibidir. 15 8

16 Cevabın ζ ile Karakterize Edilmesi 17 9

18 19 10

Az Sönümlü 2. Dereceden Sistemler 2. dereceden sistemin birim basamak cevabı aşağıdaki gibidir. 20 Şekil de ζ nın değişik değerleri için sistemin yaptığı salınımlar görülmektedir. 21 11

Tepe Zamanı (T p ): cevabın maksimum değerine ulaşması için geçen süre. Yükselme Zamanı (T r ): sistem cevabının %10 nun dan %90 nına ulaşıncaya kadar geçen süre. Yerleşme Zamanı (T s ): sistem cevabının %98 ine ulaşıncaya kadar geçen süre Maksimum Aşım (M p - %OS): sistem cevabının tepe veya maksimum noktası ile kararlı haldeki değeri arasındaki farkın kararlı haldeki değere oranıdır. 22 Tepe Zamanın Bulunması 23 12

Maksimum Aşımın Bulunması c(t) fonksiyonunda t = T p konularak elde edilen değer c max tır. Birim basamak c final = 1 dir. 24 25 13

Yükselme zamanı Doğal frekans Yerleşme Zamanın Bulunması Tanımın yanısıra yerleşme zamanın işaretin zaman sabitin yaklaşık 4 katı olduğu incelendi. 2. dereceden kontrol sistemi için zaman sabiti 1/ζω n olduğuna göre, yerleşme zamanın sonu aşağıdaki gibi verilebilir Yükselme Zamanın Bulunması Normalize yükselme zamanı ve sönüm arasındaki ilişki aşağıdaki şekil ile bulunabilir. 26 Sönüm oranı Örnek: Aşağıdaki transfer fonksiyonunun tepe zamanı, yerleşme zamanı, yükselme zamanı ve maksimum aşım değerlerini bulun. 27 14

28 Sönümlü 2. Dereceden Sistemlerin Kutup Çizimi Olduğu için eğimli çizgiler sabit sönüm oranı çizgileridir. %OS sadece sönüm oranının fonksiyonu olduğundan bu çizgilere sabit %OS çizgileri denilir. 29 15

- Tepe süresi, T p, kutbun imajiner kısmı ile ters orantılıdır. s düzleminde yatay çizgiler sabit tepe sürelerini gösterir. - Yerleşme süresi, T s, kutbun reel kısmı ile ters orantılıdır. s düzleminde dikey çizgiler sabit yerleşme sürelerini gösterir. 30 s-düzlemi Kutup hareketi Aynı sarma zarfı 31 16

s-düzlemi Kutup hareketi Aynı frekans 32 s-düzlemi Kutup hareketi Aynı aşım 33 17

Örnek: Şekilde gösterilen kutup diyagramı için, ζ, ω n, T p, %OS ve T s yi bulun. s-düzlemi 34 18