KOCAELĠ ÜNĠVERSĠTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MKT 210 OTOMATĠK KONTROL Doç.Dr. H.Metin ERTUNÇ 2012 BAHAR DÖNEMĠ
ĠĢlenecek konular Kontrol sistemlerinin tanımı. Kontrol sistemlerinin önemi. Kontrol sistemlerinin temel öğeleri. Kontrol sistem uygulamalarına ait örnekler. Kontrol sistemlerinde geri besleme kavramı Kontrol sistem türleri.
Kontrolün tanımı Sistemlerin kontrolü disiplinlerarası bir konudur ve bütün mühendislik alanlarını ilgilendirir. Makine, elektrik, elektronik, tekstil, kimya, uçak, nükleer.. Teknik ve tasarım daha çok elektrik ve elektronik ve makine mühendisliğin ilgilendirmektedir. Otomatik çamaģır makinesi, bulaģık makinesi, termostatlı fırınlar, robotlar, mikroiģlemciler, bilgisayarlar..
Tarihsel geliģim 1900 den önceki kontrol uygulamaları Klasik kontrolün ön periyodu: 1900-1940 Klasik kontrol: 1935-1950 Frekans cevabı, s parametresi, kök-yer eğrileri, Bode, Nyquist. Modern kontrol: 1950-1990 Durum uzayı, mikrobilgisayarlar. Akıllı kontrol: 1990
GeçmiĢten kontrol sistem örnekleri Su tankı seviye kontrolü, 1765 Buhar motorunun hız kontrolü, 1769 Kuluçka ünitesi sıcaklığı, 1620 Buhar makinesi hız kontrolü
Uygulama alanları Binalarda sıcaklık ve nem kontrolü Otomobil ve uçaklarda kontrol Kalite kontrolü Otomatik montaj hatları Makine aletlerin kontrolü Uzay teknolojileri Silah sistemleri Bilgisayarlı kontrol sistemleri UlaĢım ve güç sistemleri Robotik ve benzeri endüstri sistemlerinde Stok kontrolü Sosyal ve ekonomik sistemlerin kontrolü
Günümüzden örnekler Anten yönlendirme kontrolü
Bir kontrol sistemin temel öğeleri Kontrolün amaçları Kontrol sistem elemanları Sonuç yada çıkıģlar u y Kontrol Sistemi Amaçlar Sonuçlar Dönen mil Otomobil Tekerleğin yönü Kontrol sisteminin amacı, kontrol sisteminin elemanları aracılığı ile girişleri kullanarak çıkışları önceden belirlenmiş bir şekilde kontrol etmektir.
Kontrol sistem tipleri Kontrol sistemleri kontrol etkisi açısından: Açık çevrim kontrol (Open-loop control) Ekonomik, basit ancak hassas değildirler. Kapalı çevrim kontrol (closed loop control) Geri beslemelidirler ve daha iyi kontrol yapabilirler. GĠRĠġ Kontrolör Kontrol sinyali Plant ÇIKIġ Açık çevrim kontrol D R + E Kontrolör U Plant Y B - Geribesleme Kapalı çevrim kontrol
Kapalı çevrim hız kontrolü
Kontrol sistem türleri Doğal kontrol sistemleri Vücut sıcaklığının kontrolü Kan Ģekerinin ayarlanması Gözün ıģığın Ģiddetine göre kısılması Endüstriyel kontrol sistemleri DC motor kontrolü Bir odanın sıcaklık kontrolü Bir tanktaki sıvı seviyesinin kontrolü Hem doğal hem insan yapısı içeren karma sistemler. Belli bir hızla arabayı sürmek
Geribesleme (Feedback) Geribesleme, sistem çıkıģı ve referans giriģi arasındaki hataları azaltmak amacıyla kullanılır. Geribesleme, aģağıda verilen sistem davranıģlarında etkili olur: Kararlılık Band geniģliği Toplam kazanç Bozucu etken Duyarlılık Geribesleme sebep ve sonuç iliģkilerinin bulunduğu her yerde ve durumda mevcuttur.
Geri besleme türleri Negatif geribesleme Pozitif geribesleme Negatif geribeslemede çıkıģtaki değiģimler giriģe ters yönde etki eder. Böyle bir sistemde çıkģ arzu edilen değere göre bir artıģ (azalıģ) gösterecek olursa kontrol etkisi azaltılarak (artırılarak) çıkıģın istenen değere geri dönmesi sağlanır Negatif geri besleme endüstriyel sistemlerin en önemli özelliğidir: Daima hatayı en küçük değerde tutmaya veya sıfır yapmaya çalıģır. Pozitif geribeslemede çıkıģ, giriģe aynı yönde etki eder. Bu yüzden hata daha da büyür. Olumsuz bir durumdur.
Uygulama alanlarına ve çalıģma biçimlerine göre kontrol sistemleri: Düzenleyici kontrol (Regulator) ÇıkıĢ tüm bozucu etkilere karģı sabit değerde tutulmaya çalıģılır Sıcaklık, debi, seviye, basınç vb. Ġzleyici kontrol (Tracking) Referans giriģi değiģkendir ve sistem çıkıģı bu giriģi takip etmeye çalıģır. Ġmalat endüstrisinde, uzay taģıtlarında. Servomekanizma (Servoechanism) Mekanik çıkıģlı güç yükseltilmesi gerekli sistemlerde Asansör, vinç
Kontrol sistemleri neden gereklidir? Endüstride, bir insan için tehlikeli, sıkıcı, monoton ve bir beceri gerektirmeyen iģlerde. Aynı standartta ve kalitede endüstriyel bir ürün imalatında Acil tepki verilmesi gereken olağanüstü durumlarda Bir insan için tepki süresi 0.8 saniye iken bu süre kontrol sistemleri sayesinde milisaniyeler hatta mikrosaniyeler mertebesine indirilebilir.