Otomatik Kontrol. Otomatik kontrol sistemleri ve sınıflandırılması

Benzer belgeler
Otomatik Kontrol. Kontrol sistemlerine giriş

Otomatik Kontrol. Kontrol Sistemlerin Temel Özellikleri

Otomatik Kontrol Kapalı Çevrim Kontrol Si stemin İ şl evsel Kalitesi. H a z ı r l aya n : D r. N u r d a n B i l g i n

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

DENEY.3 - DC MOTOR KONUM-HIZ KONTROLÜ

Robot Bilimi. Robot Kontrol Sistemleri

Kontrol Sistemleri Tasarımı. Açık ve Kapalı Çevrim Kontrol

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

Otomatik Kontrol I. Dinamik Sistemlerin Matematik Modellenmesi. Yard.Doç.Dr. Vasfi Emre Ömürlü

KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ. Hazırlayan Dr.Birol Arifoğlu

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

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ DENETİM SİSTEMLERİ LABORATUVARI DENEY RAPORU. Deney No: 3 PID KONTROLÜ

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

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

Kontrol Sistemleri Tasarımı

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

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

Contents. Doğrusal sistemler için kontrol tasarım yaklaşımları

1. DENEY ADI: Rezonans Deneyi. analitik olarak bulmak denir. Serbestlik Derecesi: Genlik: Periyot: Frekans: Harmonik Hareket:

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

Otomatik Kontrol. 18 Şubat 2008

KONTROL ORGANI VE SİSTEMLERİ:

MKT 210 OTOMATĠK KONTROL

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

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Sistem Dinamiği. Bölüm 6. Elektrik ve Elektromekanik Sistemler. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

S Ü L E Y M A N D E M Ġ R E L Ü N Ġ V E R S Ġ T E S Ġ M Ü H E N D Ġ S L Ġ F A K Ü L T E S Ġ M A K Ġ N A M Ü H E N D Ġ S L Ġ Ğ Ġ B Ö L Ü M Ü

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Servo Motor. Servo Motorların Kullanıldığı Yerler

1. LİNEER PCM KODLAMA

Sıcaklık Nasıl Ölçülür?

MAK669 LINEER ROBUST KONTROL

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ MEKATRONİK EĞİTİMİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR DESTEKLİ İMALAT SERVO VE STEP MOTORLAR

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

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

5 SERBESTLİK DERECELİ ROBOT KOLUNUN KİNEMATİK HESAPLAMALARI VE PID İLE YÖRÜNGE KONTROLÜ

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

GÜÇ-TORK. KW-KVA İlişkisi POMPA MOTOR GÜCÜ

S Ü L E Y M A N D E M Ġ R E L Ü N Ġ V E R S Ġ T E S Ġ M Ü H E N D Ġ S L Ġ F A K Ü L T E S Ġ M A K Ġ N A M Ü H E N D Ġ S L Ġ Ğ Ġ B Ö L Ü M Ü

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ TEMEL KAVRAMLAR VE TANIMLAR

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

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

MEKATRONİK VE KONTROL LABORATUARI DENEY FÖYÜ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ ELEKTRİK MAKİNALARI 1.

OMRON FREKANS İNVERTÖRLERİNDE AUTO-TUNING

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ ELEKTRİK MAKİNALARI 12.

ENDÜSTRİYEL OTOMASYON UYGULAMALARI

mikroc Dili ile Mikrodenetleyici Programlama Ders Notları / Dr. Serkan DİŞLİTAŞ

1 MAKİNE ELEMANLARINDA TEMEL KAVRAMLAR VE BİRİM SİSTEMLERİ

GÖZLE MUAYENE EĞİTİM ve SINAV TAKVİMİ

OTOMATİK KONTROL

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/11) Akreditasyon Kapsamı

YENİLİKÇİ METROLOJİ DİŞLİ KALİTENİZİ ARTIRIYOR. BU NEDENLE MARGEAR VAR

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

KARAMANOĞLU MEHMETBEY ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

G( q ) yer çekimi matrisi;

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ

BÖLÜM 1. ASENKRON MOTORLAR

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

H03 Kontrol devrelerinde geri beslemenin önemi. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

METAL KAYNAĞI METALİK MALZEMELERİ,

Üçüncü Bölüm : Otomasyon Kavramı, Çeşitleri ve Faydaları Hazırlayan

PID ve Bulanık Mantık ile DC Motorun Gerçek Zamanda STM32F407 Tabanlı Hız Kontrolü

Sinüsoidal Gerilim ve Akım ALIŞTIRMALAR

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

ALGILAYICILAR (SENSÖRLER) ÖLÇME

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

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

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ. DİNAMİK SİSTEMLERİN MODELLENMESİ ve ANALİZİ

AMASYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

İkinci resme baktığımızda kuvvet ile uygulama noktasına olan uzaklığın çarpımının tork'u oluşturduğu görülmektedir.

Robotik AKTUATÖRLER Motorlar: Çalışma prensibi

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

NANO UYDULAR İÇİN YÜKSEK HASSASİYETLİ YÖNELİM KONTROL SİSTEMİ: ITU psat-ii PROJESİ 1

Elektrikle ısıtılan bir fırın

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

OTOMATİK KONTROL BÖLÜM-1 OTOMATİK KONTROL E GİRİŞ

ĠSTANBUL BOĞAZINDAKĠ AKINTI ENERJĠSĠ YARDIMIYLA ELEKTRĠK ELDESĠ Onur TULGAS Prof.Dr. Ayşen DEMİRÖREN, Prof. Dr. Ömer GÖREN, Y.Doç.Dr.

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

ESM 406 Elektrik Enerji Sistemlerinin Kontrolü 4. TRANSFER FONKSİYONU VE BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME

ANAHTARLI RELÜKTANS MOTORUN SAYISAL HIZ KONTROLÜ

BIAX 85 Yılı Aşkın Kalite

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/11) Akreditasyon Kapsamı

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

Otomatik Kontrol (2) - Ders sorumlusu: Doç.Dr.Hilmi Kuşçu

KONTROL ORGANI VE S STEMLER :

ENTEK TEKNOLOJİ EĞİTİMLERİ

Electric Vehicles- 4 EVs V s 4

6. DİJİTAL / ANALOG VE ANALOG /DİJİTAL ÇEVİRİCİLER 1

Bu proje Avrupa Birliği ve Türkiye Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. İLERİ ÖLÇME TEKNİKLERİ (CMM) EĞİTİMİ DERS NOTU

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

Transkript:

Otomatik Kontrol Otomatik kontrol sistemleri ve sınıflandırılması H a z ı r l aya n : D r. N u r d a n B i l g i n

Temel Kontrol Çeşitleri 1. Açık Çevrim (Open Loop) Kontrol Trafik Işıkları Çamaşır makinası, bulaşık mak. vs Basit Sıvı Düzeyi Kontrolü (Tuvalet Sifonu) 2. Geribildirimli (Feedback) yada Kapalı Çevrim (Closed Loop) Kontrol a. Temel hata tabanlı geribildirimli kontrol sistemi b. Geribildirim, ileri bildirim ve bozucu etki giderici içeren kapalı çevrim kontrol sistemi c. Dolaylı geribildirimli kontrol sistemi İnsan davranışı ve el kontrolcüleri Otomatik pilot Robot manipülatörlerin kontrolü İklimlendirme araçları (Isıtıcılar, soğutucular, nemlendiriciler vs.)

Açık Çevrim Kontrol Sistemi Kullanılan Semboller: : Kontrollü Çıkış d(t): Bozucu Etki u(t): Ayarlanabilir Kontrol Girişi r(t): Referans Giriş d * (t): Ölçülen yada Tahmin Edilen Bozucu Etki P: Sistemin Parametreleri P * : Tahmin Edilen Sistem Parametreleri Açık çevrim kontrol sisteminde, üretilen kontrol girişi u(t), r(t),d*(t) ve P*(t) nin bir fonksiyonudur. =,, Bu fonksiyon, açık çevrim kontrolün kontrol kuralıdır ve kontrol mühendisi tarafından tasarlanır. Not: Bazı diyagramlarda eyleticiler gösterilmeyebilir, eyletici sistemle veya kontrolcüyle birleşmiş gibi düşünülebilir. d * (t) Ölçülen yada Tahmin Edilen Bozucu Etki d(t) Bozucu Etki r(t) Referans Giriş u(t) Kontrolcü Eyleticiler Sistem Giriş Kontrollü Çıkış P * P

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Yeni eklenen semboller: c (t): Ölçülen Çıkış ( çıkışı) n(t): gürültüsü Açık çevrimin tersine, bozucu etkinin ve sistem parametrelerinin çok iyi tahmin edilmesine gerek yoktur. Ancak kapalı çevrim kontrolün başarısı iyi algılayıcılara dayanır yani; r(t) () () Referans Giriş Kapalı çevrim kontrol sisteminde, üretilen kontrol girişi u(t), r(t), c (t), d*(t) ve P*(t) nin bir fonksiyonudur. d * (t) Kontrolcü Ölçülen yada Tahmin Edilen Bozucu Etki P * u(t) Giriş d(t) Bozucu Etki Sistem Kontrollü Çıkış P =,,, c (t) lar n(t)

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Çeşitleri Temel hata tabanlı geri bildirimli kontrol sistemi Hata (Comparator yada Error Detector): Referans giriş ile algılayıcı tarafından ölçülen çıkış arasındaki farkı bulan cihazdır. Burada, kontrolcünün girişi olan e (t) ye uygulama hatası (Actuating Error) denilmektedir, ve şu şekilde bulunur. Gerçek hata (Actual Error) ise Sistemin kontrol girişi, uygulama hatasının bir fonksiyonu olarak, kontrolcü tarafından üretilir. dir. = ( ) d(t) r(t) Hata e (t) Kontrolcü u(t) Sistem c (t) n(t)

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Çeşitleri Geri ve ileri bildirimli ve bozucu etki giderici içeren kontrol sistemi Geri bildirim: Kontrolcüye, çıkış ile ilgili bilgi sağlar. İleri bildirim: Kontrolcüye referans giriş ile ilgili bilgi sağlar. Bozucu etki giderici: Kontrolcüye, bozucu etkinin mümkünse ölçülen veya tahmin edilen değeri (d*(t)) hakkında bilgi sağlar. d*(t) bozucu giriş d(t) nin ölçülen veya tahmin edilen değeridir. Böylelikle kontrol girişi uygulama hatasının, referans girişin, tahmin edilen bozucu etki ve sistem parametrelerinin fonksiyonu olarak üretilir. =,,, İleri Bildirim d * (t) P * d(t) r(t) Hata e (t) Kontrolcü u(t) Sistem c (t) n(t) Geri Bildirim

Kapalı Çevrim Kontrol Sistemi Çeşitleri Dolaylı geri bildirimli kontrol sistemi Bu kontrol, gözlenen ve kontrol edilen çıktı farklı olduğunda kullanılır; en yaygın örneği robot manipülatörlerdir, uç noktadan alınamayan sadece bilekten alınan ölçümler geri bildirim olarak kullanılır. Dönüşüm ; Ters Dönüşüm Kontrollü çıkış için referans Gözlenen çıkış b(t) için referans Ölçülemeyen Kontrollü Çıkış Ölçülen Gözlenen Çıkış d * (t) d(t) r(t) Ters Dönüşüm s(t) Kontrolcü u(t) Sistem b(t) Dönüşüm b (t) n(t) b(t) =,,

Örnek: Bir rotorun hız kontrolü Kontrol Amacı: Rotorun gibi arzu edilen sabit bir hızda dönmesi istenmektedir. Bu örnekte öğrendiğimiz kontrol çeşitlerinden a) açık çevrim b) En temel kapalı çevrim c) Gelişmiş kapalı çevrim Kontrolcü + Eyleyici T c (t) B w(t) J T d (t) Kontrollerin kontrol amacını gerçekleştirme konusunda ne oranda başarılı olduklarını irdeleyeceğiz. Kalıcı hata oranlarını karşılaştıracağız. Böylelikle sözünü ettiğimiz kontrol çeşitlerinin avantaj ve dezavantajları konusunda daha fazla bilgi sahibi olacağız. Kapalı çevrimde kontrol kuralı olarak en temel kontrol kuralı olan oransal kontrolü kullanacağız. : Kontrol torku (Ayarlanabilir Giriş) : Bozucu tork, gerçekleştirilen göreve bağlı olarak ortaya çıkan tepki torku : Rotorun atalet momenti : Yatağın vizkoz sürtünme katsayısı : Rotorun açısal hızı

Örnek: Bir rotorun hız kontrolü Sistemin Hareket Denklemi: Sürtünmeden doğan tork. Kontrolcü + Eyleyici T c (t) B w(t) J T d (t) : Kontrol torku (Ayarlanabilir Giriş) : Bozucu tork, gerçekleştirilen göreve bağlı olarak ortaya çıkan tepki torku : Rotorun atalet momenti : Yatağın vizkoz sürtünme katsayısı : Rotorun açısal hızı

Örnek: Bir rotorun hız kontrolü Açık Çevrim Kontrol Sistem parametrelerini tam olarak bildiğimizi varsayalım yani, & Benzer şekilde başlangıçtaki bozucu etkiyi de olarak tahmin edelim. Başlangıç kontrol torku da olsun. Bu durumda sistemin hareket denklemi + () = Sistemin durgun duruma ulaşması için uygulanması gereken açık çevrim kontrol torku yukarıdaki ifadeden çekilebilir. = = = + + () = + Kontrolcü + Eyleyici T c (t) w(t) T d (t) : Kontrol torku (Ayarlanabilir Giriş) : Bozucu tork, gerçekleştirilen göreve bağlı olarak ortaya çıkan tepki torku : Rotorun atalet momenti : Yatağın vizkoz sürtünme katsayısı : Rotorun açısal hızı B J = = = + () = + =

Örnek: Bir rotorun hız kontrolü En Temel Kapalı Çevrim Kontrol Giriş Aracı w* Hata e(t) En temel geri bildirim kontrol kuralı olan P (oransal) kontrol kullanıyoruz. Bu ilişkiye göre kontrol girişi (torku) = (). Hata = = = + ( ) = () + + = + Tekrar, aynı varsayımda bulunup bozucu etkinin sabit bir değere oturduğunu düşünürsek = olur. Bu durumda kalıcı durum hatası K w (t)=w(t) Kontrolcü + Eyleyici T c (t) w(t) T d (t) B J Takometre

Örnek: Bir rotorun hız kontrolü Gelişmiş Kapalı Çevrim Kontrol Giriş Aracı w* Hata e(t) İleri besleme ve bozucu etki giderici tahmin değerinin katılımıyla, kontrol girişi (torku) = + + olur. Hata = = = + ( ) = + + B K w (t)=w(t) Kontrolcü + Eyleyici T c (t) w(t) T d (t) B J Takometre + + = ()

Özet Bu derste, Kontrolün çeşitleri ve birbirlerine olan üstünlüklerini konuştuk. Örnek bir problem üzerinden öğrendiklerimizi pekiştirdik.