İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Nonlinear Analysis & Control Methods Course Name Nonlinear Analysis & Control Methods Kodu (Code) MAK665E Bölüm / Program (Department/Program) Yarıyılı (Semester) Güz (Fall) Kredisi (Local Credits) 3+0+0 AKTS Kredisi (ECTS Credits) Makina Mühendisliği / Sistem Dinamiği & Kontrol Mechanical Engineering / System Dynamics & Control Ders Türü (Course Type) Seçmeli (Elective) Dersin Türü (Course Type) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) 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 Nonlineer sistemlere giriş, Nonlineer sistem örnekleri, Doğrusallaştırma, Faz düzlemi analizi, Nonlineer sistemlerin kararlılığı, Lyapunov teorisi, İleri kararlılık teorisi, Describing function analysis, Diferansiyel geometriye giriş, Geribesleme ile doğrusallaştırma, Kayan kipli kontrol, Adaptif kontrol Introduction to nonlinear systems, Examples of nonlinear Systems, Linearization, Phase plane analysis, Stability of nonlinear systems, Lyapunov theory, Advanced stability theory, Describing function analysis, Introduction to differential geometry, Feedback linearization, Introduction to sliding mode control, Introduction to adaptive control Aşağıdaki konu başlıklarının anlaşılması ve uygulanabilmesidir: 1) Nonlineer sistemlerin Jakobiyen Doğrusallaştırması; 2) Lyapunov kararlılık teorisi ve ileri kararlılık teorisi; 3) Diferansiyel geometri yöntemleri ve Geribesleme ile doğrusallaştırma; 4) Kayan kipli kontrol 5) Adaptif kontrol. Understanding and application of the following analysis and design tools: 1) Jacobian linearization of nonlinear systems; 2) Lyapunov stability theory and advanced stability theory; 3) Introduction to differential geometry and Feedback linearization; 4) Sliding mode control; 5) Adaptive control. i. Doğrusallaştırma; ii. Faz düzlemi analizi; iii. Lyapunov kararlılık teorisi ve ileri kararlılık teorisinin nonlineer sistemlere uygulanması; iv. Tanım fonksiyonu analizi v. Diferansiyel geometri yöntemlerinin nonlineer kontrol sistemi tasarımında kullanılması; vi. Geribesleme ile doğrusallaştırma; vii. Kayan kipli kontrol; viii. Adaptif kontrol. i. Linearization; ii. Phase plane analysis; iii. Application of the Lyapunov stability theory and advanced stability theory in the analysis of nonlinear systems; iv. Describing function analysis; v. Use of mathematical tools from differential geometry in design of nonlinear control systems; vi. Feedback linearization; vii. Sliding mode control; viii. Adaptive control. Kaynaklar (References) Maddeler halinde en çok 5 adet 1. Applied Nonlinear Control; Slotine, Li; Prentice Hall, 1991 2. Nonlinear Systems: Analysis, Stability, and Control; Sastry; Springer; 2010 3. Nonlinear Systems, Volume I: Dynamics and Control; Mohler; Prentice Hall; 1990 4. Nonlinear Dynamical Control Systems; Nijmeijer, van der Schaft; Springer; 2010 5. Theory of Nonlinear Control Systems; N. Minorsky; McGrawHill
Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) 1 DÖNEM PROJESİ 1 TERM PROJECT Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) ÖĞRENCILER DÖNEM PROJELERINDE BILGISAYAR KULLANMAK ZORUNDADIR STUDENTS HAVE TO USE COMPUTER FOR THEIR TERM PRESENTATIONS Diğer Uygulamalar (Other Activities) Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) 1 % 20 Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler Başarı Değerlendirme Sistemi (Homework) Projeler (Projects) (Assessment Criteria) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) 1 % 40 Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) 1 % 40 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Nonlineer sistemlere giriş i 2 Nonlineer sistem örnekleri, Doğrusallaştırma i 3 Faz düzlemi analizi ii 4 Nonlineer sistemlerin kararlılığı iii 5 Lyapunov teorisi iii 6 İleri kararlılık teorisi iii 7 Describing function analysis iv 8 Diferansiyel geometriye giriş v 9 Geribesleme ile doğrusallaştırma vi 10 Geribesleme ile doğrusallaştırma vi 11 Kayan kipli kontrol vii 12 Adaptif kontrol viii 13 Dönem Sunumları i viii 14 Dönem Sunumları i viii COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction to nonlinear systems i 2 Examples of nonlinear Systems, Linearization i 3 Phase plane analysis ii 4 Stability of nonlinear systems iii 5 Lyapunov theory iii 6 Advanced stability theory iii 7 Describing function analysis iv 8 Introduction to differential geometry v 9 Feedback linearization vi 10 Feedback linearization vi 11 Introduction to sliding mode control vii 12 Introduction to adaptive control viii 13 Term presentations i viii 14 Term presentations i viii
Dersin Sistem Dinamiği ve Kontrol Programıyla İlişkisi Katkı Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler Seviyesi (programa ait çıktılar) 1 2 3 i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme ve farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). iv. Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). v. Alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme ve uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme, sorumluluk alarak çözüm üretebilme ve alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). vi. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). vii. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme ve sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). viii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). ix. Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). x. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme ve alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xi. Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). xii. Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and System Dynamics and Control Program 1: Little, 2. Partial, 3. Full Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the related program s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). Level of Contribution 1 2 3 ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area (knowledge). iii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area and interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). iv. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). v. The ability to carry out a specialistic study related to one s area independently and Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one s area, coming up with solutions while taking responsibility and fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area (Competence to work independently and take responsibility). vi. vii. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). Systematically transferring the current developments in the area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms and ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary (Communication and Social Competency). viii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). ix. Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency). x. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others and Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). xi. xii. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). In the programs with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). Düzenleyen (Prepared by) Zeki Yağız Bayraktaroğlu Tarih (Date) 17 / 06 / 2011 İmza (Signature)