DERS DÜZENİ

Yrd. Doç
Doç. Dr. Meral Bayraktar
[email protected]
www.yildiz.edu.tr/~mbarut
1
DERS DÜ
DÜZENİ
ZENİ
Ders Yurutucusu
: Yrd.Doç.Dr. Meral Bayraktar
Ders Saati
: Carsamba 09:00-11:00 (G1)
: Persembe 16:00-18:00 (G3)
İletişim
: [email protected]
Duyurular
: www.yildiz.edu.tr/~mbarut
Başarı Değerlendirme
Sistemi :
2 Arasınav (% 60),
Final (% 40)
2
Automatic Control Systems, B. Kuo, F. Golnaraghi, Wiley, 8th Edt., 2003
Feedback Control Systems, G. F. Franklin, J. D. Powell, A. E. Naeini, Prentice-Hall,
4th Edt, 2002
Control Systems Engineering, N. Nise, Wiley, 4th Edt., 2004.
Modern Control Engineering, K. Ogata, 3th Edt., Prentice-Hall, 1997.
Modern Control Systems, R.C. Dorf, R.H. Bishop, Prentice-Hall, 10th Edt., 2005
Otomatik Kontrol, Nimet Özdaş, Tahla Dinibütün, Ahmet Kuzucu, İTÜ Matbaası, 1989
Ibrahim Yuksel, MATLAB ile Muhendislik Sistemlerinin Analizi ve Cozumu, Ibrahim Yuksel,
1996. Uludag Universitesi Yayinlari
Zafer Bingul, MATLAB ve Simulink ile Modelleme/ Kontrol I, Birsen Yayinevi
Otomatik Kontrol Sistemleri, Fikret Caliskan, Birsen Yayinevi
3
Temel Kontrol Kavramlari
Temel Matematik ve Diferansiyel Denklemler
Laplace Donusumu
Transfer Fonksiyonu
Blok Diyagramlari
Fiziksel Sistemlerin Matematik Modellenmesi
Lineer Sistemlerin Kararliligi
Kontrol Sistemlerinin Zaman Ortaminda Analiz ve Tasarimi
PID Kontrol Tasarimi
Routh-Hurwits Stabilite Kriteri
4
Günlük yaşamın her anında kontrol & otomatik kontrol vardır.
Örnek :
Merdiven otomatiği
Evimizdeki ısınma sistemleri
İnsan vücudundaki hassas ve karmaşık kontrol
işlemleri
Toplumsal yaşamda karşılaşılan kontrol
uygulamaları
…
5
Göze giren ışık şiddetinin göz bebeğinin açılıp kapanması ile ayarlanması
Vücut sıcaklığının terleme veya ürperme ile kontrol edilmesi
Cisimlerin tutulması
Yazı yazma (göz – kas koordinasyonu)
Kandaki şeker konsantrasyonunun belirli bir değerde tutulması
…
6
Fiyat artışlarının (enflasyon) talebin azaltılması ile kontrol edilmesi
Talebin azaltılması için harcama gücünün azaltılması (Sıkı para
politikası)
Bir bölgenin ekonomisinin iyileştirilmesi için yatırım ve insan gücü
akışının sağlanması
….
7
Kontrol : İncelenen davranışların belirli istenen değerler etrafında
tutulması veya istenen değişimleri göstermesi için yapılanlar, genel
anlamda kontrol işlemlerini tanımlar.
Otomatik Kontrol : Kontrol işlemlerinin, kontrol edilmek istenen olay
etrafında kurulmuş bir karar mekanizması tarafından doğrudan insan
girişim olmaksızın gerçekleştirilmesidir.
8
9
Sistem : Belirli bir amacı sağlayan bir bütün oluşturacak biçimde
fonksiyonel bağlantıları bulunan etkileşimli ya da ilişkili elemanlar
kümesine sistem denir.
Isaret: Sistem elemanlarinin ve sistemlerin birbirleriyle etkilesmesini
saglayan her turlu olculebilir buyukluk.
Elektriksel Sistemler
Aerodinamik Sistemler
Endüstriyel Sistemler
Foto - Elektrik Sistemler
Elektromanyetik Sis.
Ulaşım Sistemleri
Ekonomik Sistemler
Tarım Sistemleri
Mekanik Sistemler
Elektromekanik Sistemler
Isıl Sistemler
Akışkan Sistemler
Bilgi İletim Sistemleri
Sosyal Sistemler
Biyolojik Sistemler
Ekolojik Sistemler
10
Kontrol sistemi genelde uc temel unsurdan olusur:
Kontrolun amaci(giris)
Kontrol sisteminin elemanlari
Sonuc veya cikis
Amac
kontrol elemani
kontrol sistemi
sonuc
kontrol edilen sistem
11
Sistem: ucak
Isaret: uc boyutta konum, hiz ve ivme
12
Havacilik ve uzay
Sistem: fuze
Isaret: hedefe olan uzaklik, vurus acisi
13
Böyle bir sistem en genelde motor, hareket eden mekanik parçalar
ve geri besleme sensörleri ihtiva eder. Radar anteni gibi hassas
hareket eden sistemler örnek olarak verilebilir. Çıkış pozisyonu veya
çıkış hızı ya da her ikisi de kontrol edilebilir.
14
Sistem: gunes paneli
Isaret: gunes isinlarinin gelme acisi, uretilen elektrik enerjisi
15
Sistem: oda sicaklik kontrol sistemi
Isaret:sicaklik, nem, radyator vanasinin konumu
16
Gelişmiş robotlar bütün eklemler
için kapalı çevrim pozisyon
sistemleri kullanır.
Şekildeki robot 6 serbestlik
derecesine sahiptir ve ulaşılması
zor yerlere ulaşmayı
amaçlamaktadır.
Bilgisayar esaslı kontrolör ile
kontrol edilmektedir. Öğretme
fazında robot gerekli komutları
insandan öğrenebilir. Kol
noktadan noktaya belirlenen
hızlarda ulaşabilir ve stroku
oldukça uzun olabilir.
Sistem: robot kolu
Isaret: her bir eklemin konumu, hizi ve
acisi, motorlara uygulanan gerilimler
17
18
Alan
Ornek sistem
Isaret
Elektrik sistemleri
Elektrik devresi
Gerilim, akim
Mekanik sistemler
Araba
Arabanin konumu, acisi ve hizi,
direksiyonun konumu, fren, gaz
pedallarinin konumu, vites konumu
Elektromekanik sistemler
Elektrik motoru
Armatir gerilimi ve akimi, motor
milinin acisi ve acisal hizi
Uzaktan kontrol sistemleri
Internet yoluyla ameliyat yapan robot
Hastanin konumu, cerrahin el
hareketleri, robot elinin konumu
Kagit sanayisi
Kagit makinesi
Kagit inceligi, ham madde akis hizi,
kagit parlakligi
Celik sanayisi
Celik levha uretim bandi
Levha kalinligi, akan ham madde
yogunlugu, demir orani
Akiskan sistemler
Sivi tanki
Tanktaki sivi seviyesi, sivi basinci,
debi
Elektromanyetik sistemler
Elektromanyetik aski sistemi
Topun konumusargi akimi
Bilgi iletim sistemleri
Internet
Trafik yogunlugu
Sehir trafigi
Ortalama veri akis hizi, baglanti icin
bekleme suresi
Kirmizi isikta bekleyen araba sayisi,
caddedeki ortalama arac hizi, bir
noktadaki kirmizi isik yanma suresi
19
Giriş
Giriş değ
değişkenleri : Bir sisteme o sistemin dışından uygulanan diğer
değişkenlerden bağımsız biçimde değişebilen ve sistemin davranışlarını
etkileyen değişkenlere sistemin girişleri denir.
Çıkış değ
değişkenleri : Bir sistemin davranışını belirleyen değişkenler
arasında tasarım ya da gözlem açısından en belirleyici olanlarına
sistemin çıkışları denir.
Girişler
Sistem
Çıkışlar
20
Kumanda değ
değişkenleri : Bir sistemin girişleri arasında istendiği gibi
değiştirilebilen ve sistemin çıkışlarını en çok etkileyen girişlere kumanda
değişkenleri denir.
Bozucu değ
değişkenler : Bir sistemin girişleri arasında kumanda edilemeyen ve
değişimi önceden kestirilemeyen girişlere bozucu değişkenler denir.
21
Sistem : Uçak
Girişler : Uçak motor itme kuvveti (F) , Yükseklik kumanda yüzeyi açısı (α
α)
Yön kumanda yüzey açısı (δ
δ) , Kanatçık açısı (γγ)
Yatay rüzgar hızı (u)
, Düşey hava akımları hızı (W)
Çıkışlar : Uçağın yerden yüksekliği (H) , Hızı (V) , Yönü (θ
θ)
Kumanda : İtme Kuvveti (F) , yükseklik ve yön kumandaları (δ
δ, α, γ)
Bozucular : Yatay rüzgar hızı (u)
, Düşey hava akımları hızı (W)
22
Ölçme – kontrol – kumanda fonksiyonlarının gerçekleştirilmesi için
oluşturulan elemanlar ya da matematik işlemler dizisine kontrol
çevrimi denir.
Açık çevrimli kontrol
Kapalı çevrimli kontrol
23
Bir kontrol çevriminde, kontrol ve kumanda, sistemin çıkışlarına fiziksel
bir bağlantı ile bağımlı olarak belirlenmiyorsa kontrol çevrimi açıktır.
Bozucu
Giriş
Kontrol
Sinyali
GİRİŞ
Kontrol
Elemanı
Kumanda
Elemanı
Sistem
Ölçme
Elemanı
Ölçülen
Sinyal
ÇIKIŞ
24
Bir kontrol çevriminde, kontrol ve kumanda, sistemin çıkışlarına
fiziksel bir bağlantı ile doğrudan bağımlı olarak belirleniyorsa
kontrol çevrimi kapalıdır.
Bozucu
Giriş
Kontrol
Sinyali (+)
GİRİŞ ()
Hata
Sinyali
Kontrol
Elemanı
Kumanda
Elemanı
Sistem
Ölçme
Elemanı
Ölçülen
Sinyal
ÇIKIŞ
Geri Besleme
Sinyali
25
Dış
Etkenler
İstenen
Sıcaklık
(+)
GİRİŞ
(-)
Hata
Sinyali
Termosta
t
Kombi +
Radyatör
Oda
Sıcaklı
k
Sensör
Oda
Sıcaklığı
ÇIKIŞ
Geri Besleme
Sinyali
26
Sensörden kontrolöre doğru olan sinyal geri beslemedir. İstenen değer
ile gerçek değerin çıkartılması sonucu hata elde edilir. Kontrolör her
zaman hatayı en aza indirecek şeklide çalışır.
27
Guzel ve verimli bir donem olmasi dilegiyle ilk dersimiz sona ermistir…
28