İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Yapılarda Aktif ve Pasif Kontrol Yöntemleri Course Name Active and Passive Control for Structures Kodu (Code) DEP604 Bölüm / Program (Department/Program) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Türü (Course Type) 3.0 7.5 Doktora (PhD) Deprem Mühendisliği (Earthquake Engineering) Dersin Türü (Course Type) Seçime Bağlı (Elective) Dersin Dili (Course Language) Türkçe (Turkish) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Kontrol için gerekli matematik bilgiler. Optimalliğin gerekli ve yeterli koşulları. Aktif ve pasif kontrolun tanımı. Pasif ve aktif kontrol mekanizmalarının tanıtılması. Aktif tendon kontrolu, pasif ve aktif kütlesel sönümleyiciler, viskoz sönümleyiciler, taban izolasyon sistemleri. Çok katlı yapıların toplu kütleli sistem olarak modellenmesi ve genel formülasyonu. Kontrol algoritmaları. Klasik lineer optimal kontrol, kutup atama yöntemi, ani optimal kontrol, tahmine dayalı yaklaşık optimal kontrol. Çözüm teknikleri. Lineer olmayan sistemlerin optimal kontrolu. The required mathematical knowledge for control, Necessary and sufficient conditions of optimality, Definition of active and passive control. Description of passive and control mechanisms: Active tendon control, Passive and active mass dampers, Viscos dampers, Base isolation systems. Modelling the multi-story structures as lumped-mass system and the general formulation. Control algorithms: Classical linear optimal control, Pole assignment method, Instantaneous optimal control, Sub-optimal control based on prediction. Solution techniques. Optimal control of non-linear structures. Dersin amacı: 1) Öğrenciye depreme dayanıklı yapı tasarımında yeni yaklaşımlar ile ilgili gelişmelerin ve tasarım ilkelerinin aktarılması. 2) Öğrenciye aktarılan yeni yaklaşım ve tasarım ilkeleri ile uygulamaya yönelik beceri kazandırılması Objective of the course: 1) To transfer current earthquake-resistant design approaches and the design principles to students 2) To provide the students application oriented skills by the new approaches and the design principles. Bu dersi başarı ile tamamlayan yüksek lisans ve doktora öğrencileri aşağıdaki konularda, bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar: 1) Kontrol için gerekli matematik bilgiler. 2) Optimalliğin gerekli ve yeterli koşulları. 3) Aktif ve pasif kontrolun tanımı ve kontrol mekanizmalarının tanıtılması. 4) Çok katlı yapıların toplu kütleli sistem olarak modellenmesi ve genel formülasyonu 5) Klasik lineer optimal kontrol 6) Kutup atama yöntemi, ani optimal kontrol, 7) Tahmine dayalı yaklaşık optimal kontrol. 8) Robost teknikler. 9) Lineer olmayan sistemlerin optimal kontrolu. Graduate and PhD students who successfully pass this course gain knowledge, skills and competency in the following : 1) The required mathematical knowledge for control. 2) Necessary and sufficient conditions of optimality. 3) Definition of active and passive control; description of passive and control mechanisms. 4) Modeling the multi-story structures as lumped-mass system and the general formulation. 5) Classical linear optimal control. 6) Pole assignment method, instantaneous optimal control. 7) Sub-optimal control based on prediction. 8) Robust techniques. 9) Optimal control of non-linear structures.
Kaynaklar ( References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) 1. Soong, T.T., Active Structural Control: Theory and Practice, Longman Scientific and Technical, Longman Group, Esse CM20 2JE, England, 1990. 2. Utku, Ş., Incorporating Intelligence into Engineering Products: Adaptive Structures, Department of Civil Engineering METU, 1998. 3. Meirovitch, L., Dynamics and Control of Structures, John Wiley and Sons, İnc., 1990. Yarıyıl boyunca 2 adet ödev verilir Two home works are given during the semester Laboratuvar uygulaması yoktur. No laboratory work. Verilen ödevlerde kontrol problemlerinin çözümünde kabul görmüş yazılımların kullanılması teşvik edilmektedir. Students are encouraged to use computer programs for the solution of control problems in the assigned homeworks. Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları Adedi* (Quantity) (Assessment Criteria) (Midterm Eams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Eam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur. Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) 1 % 25 (25 %) 2 % 25 (25 %) 1 % 50 (50 %)
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Kontrol için gerekli matematik bilgiler. 1 2 Optimalliğin gerekli ve yeterli koşulları. 2 3 Aktif ve pasif kontrolun tanımı ve kontrol mekanizmalarının tanıtılması. 3 4 Aktif tendon kontrolu, pasif ve aktif kütlesel sönümleyiciler, 3 5 Enerji sönümlendirici sistemler 3 6 Taban yalıtım sistemleri 3 7 Çok katlı yapıların toplu kütleli sistem olarak modellenmesi ve genel formülasyonu. 4 8 Klasik lineer optimal kontrol 5 9 Kutup atama yöntemi, ani optimal kontrol, 6 10 Tahmine dayalı yaklaşık optimal kontrol. 7 11 Robost kontrol teknikleri 8 12 Çözüm teknikleri 8,9 13 Lineer olmayan sistemlerin optimal kontrolu 9 14 Aktif ve pasif kontrol uygulamaları 3,5,6 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 The required mathematical knowledge for control 1 2 Necessary and sufficient conditions of optimality 2 3 Definition of active and passive control; description of passive and control mechanisms 3 4 Active tendon control, active and passive mass dampers 3 5 Energy dissipating systems 3 6 Base isolation systems 3 7 Modeling the multi-story structures as lumped-mass system and the general formulation 4 8 Classical linear optimal control 5 9 Pole assignment method, instantaneous optimal control 6 10 Sub-optimal control based on prediction 7 11 Robust control techniques 8 12 Solution techniques 8,9 13 Optimal control of non-linear structures 9 14 Active and passive control applications 3,5,6
Dersin Deprem Mühendisliği Doktora Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Yüksek Lisans yeterliliklerine dayalı olarak, deprem mühendisliği alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve/ veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirip, derinleştirmek, yenilik getirecek özgün tanımlar oluşturup, disiplinlerarası etkileşimi kavrayabilme; yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşabilme (bilgi). ii. Deprem mühendisliği alanındaki yeni bilgileri sistematik bir yaklaşımla değerlendirip kullanarak, yenilik getiren bir düşünce, yöntem, tasarım ve/ veya uygulama geliştirebilme ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/ veya uygulamayı farklı bir alana uygulayabilme, özgün bir konuyu araştırıp, kavrayarak tasarlayabilme, uyarlayabilme ve uygulayarak yeni ve karmaşık düşüncelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapıp çalışmalarında araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler kazanmış olma (beceri). iii. Deprem mühendisliği alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/ veya uygulama geliştiren ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/ veya uygulamayı deprem alanına uygulayan özgün bir çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirerek, deprem alanındaki ilerlemeye katkıda bulunup, en az birer adet bilimsel makaleyi ulusal ve uluslararası hakemli dergilerde yayınlayarak bilginin sınırlarını genişletebilme (Bağımsız Çalışabilme, Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). iv. Özgün ve disiplinlerarası sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yaparak yaratıcı ve eleştirel düşünme, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri kullanarak deprem alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirebilme (Bağımsız Çalışabilme, Sorumluluk Alabilme ve Öğrenme Yetkinliği). v. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmeye yönelik eylemleri yönetebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. Bir yabancı dili ileri düzeyde kullanarak yazılı, sözlü ve görsel iletişim kurup tartışarak, uluslararası platformlarda, uzman kişiler ile enerji alanındaki konuların tartışılmasında özgün görüşlerini savunabilme ve yetkinliğini gösteren etkili bir iletişim kurabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vii. Deprem mühendisliği alanındaki bilimsel, teknolojik sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtarak, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunarak, sorunların çözümünde stratejik karar verme süreçlerini de kullanıp, işlevsel etkileşim kurarak toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne katkıda bulunabilme ve bu değerlerin gelişimini destekleyebilme (Alana Özgü Yetkinlik) Katkı Seviyesi 1 2 3 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Earthquake Engineering PhD Programme Curriculum Program Outcomes i. By means of developing and intensifying the current and high level knowledge in the area with the use of original thinking and/or research processes and in a specialistic level, based upon the competency in MS level, grasping the interdisciplinary interaction related to one s area and reaching original results by using this specialistic knowledge in analyzing, synthesizing and evaluating new and comple ideas (knowledge). ii. By means of the ability to evaluate and use new information in the area with a systematical approach, developing a new idea method, design and/or application which brings about innovation in the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment; researching, grasping and designing and applying an original subject, and also by the ability to critically analyze, synthesize and evaluate new and comple ideas, acquiring the most developed skills about using the research methods in studies within the related area (skill). iii. By means of contributing to the progress in the area by independently carrying out a study which uses a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in that area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment, epending the limits of knowledge by publishing at least one scientific article in a national and/or international peer reviewed journal (competence to work independently and take responsibility). iv. By means of fulfilling the leader role in the environment where solutions are sought for the original and interdisciplinary problems, developing area related new ideas and methods by making use of high-level intellectual processes such as creative and critical thinking, problem solving and decision making (competence to work independently and take responsibility, learning competence). v. Ability to see and develop social relationships and the norm directing these relationships with a critical look and ability to direct the actions to change these when necessary. (Communication and social competency). vi. By means of proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio C1 Level- and establishing written, oral and visual communication and developing argumentation skills with that language, the ability to establish effective communication with epert in the international environment to discuss the area related subjects and to defend original opinions, showing ones competency in the area (communication and social competency). vii. By means of contributing to the society state and progress towards being an information society by announcing and promoting the technological, scientific and social developments in one s area, and ability to establish effective communication in the solving of problems faced in that area by using strategic decision making processes, contributing to the solution of area related social, scientific, cultural and ethical problems and promoting development of these values (area specific competency). Level of Contribution 1 2 3 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Ünal Aldemir Tarih (Date) 22.02.2012 İmza (Signature)
DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU Dersin Kodu DEP604 Dersin Adı Yapılarda aktif ve Pasif Kontrol Yöntemleri Dersin Dili Türkçe Dersin Kredisi 3.0 Dersin ECTS Kredisi 7.5 Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TOPLAM Saat Kazanılan Beceri i ii iii iii iii iii iv iv iv vii viii viii,i i iii (Çıktılar) Haftalık Ders 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0 0 0 42 Laboratuar 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Uygulama 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Dersle ilgili Sınıf 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 7 9 0 0 0 112 dışı Etkinlikler Sınavlar ve 0 0 0 0 0 0 8 8 0 0 0 0 0 0 12 0 0 28 Sınava Hazırlık Toplam Saat 10 12 10 12 10 12 18 20 10 12 10 12 10 12 12 0 0 182 Ders Değerlendirme Sistemi Yarıyıl içi sınavı (1 adet) : %25 Yarıyıl içi ödevler (2 adet) : %25 Yarıyıl sonu sınavı : %50 Ders Çıktıları Bu dersi başarı ile tamamlayan yüksek lisans veya doktora öğrencileri, depreme dayanıklı yapı tasarımında yeni yaklaşımlar ve tasarım ilkeleri konularında, bilgi, beceri, bağımsız çalışabilme, sorumluluk alabilme ve öğrenme yetkinliği ile alana özgü yetkinlik kazanırlar. Tarih 22.02.2012 Formu Hazırlayan Prof. Dr. Ünal Aldemir Formu Onaylayan Prof. Dr. Zekai CELEP