Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilgi Paketi
|
|||||
| Sınıf/Yarıyıl | 3 / Bahar | ||||
| Ders Düzeyi | Lisans | ||||
| Ders Türü | Seçmeli | ||||
| Bölümü | ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ | ||||
| Ön Koşul Dersleri | Yok | ||||
| Öğretim Sistemi | Örgün | ||||
| Ders Süresi | 14 Hafta | ||||
| Öğretim Elemanı | ALPER TÜRKELİ (alperturkeli@nevsehir.edu.tr) | ||||
| Diğer Öğretim Elemanı/Elemanları |
|||||
| Öğretim Dili | Türkçe | ||||
| Sınıf Dışı Uygulama/Staj | Yok | ||||
| Dersin Amacı | |||||
| Sistem, sürücü ve ölçme devresi sensör ve transdüserlerden oluşmuş geri beslemeli sistemin hedeflenen performansı sağlamak için düzenleyici bir birim olan kontrolörün tasarlanması. Sistemlerin zaman ve frekans yanıtı performansının incelenmesi ve kontrolör tasarımı için performans değerlerinin seçimi. Klasik ve modern kontrol tasarım metotlarının avantaj ve dezavantajları. Analitik olarak tasarlanan kontrolör performanslarının benzetim programları ile gözlemlenmesi, sonuçlarının yorumlanması. | |||||
| Ders Öğrenme Çıktıları (DÖÇ) | PÇ | ODY | |
| Bu dersi başarı ile tamamlayan öğrenciler: | |||
| DÖÇ-1 | Sistemlerin performanslarını zaman ve frekans yanıtından ölçme ve değerlendirmeyi yapmak. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-2 | Hedeflenen zaman yanıtı performans kriterlerine göre kontrolörü köklerin yer eğrisi (Root-Locus) ile tasarlanması. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-3 | Frekans yanıtı performanslarını Bode diyagramında belirlemeyi ve hedeflenen performansı sağlayacak kontrolör karakteristiğinin tasarlanması. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-4 | Durum uzay formundaki doğrusal zamanla değişmeyen sistem özellikleri ve kararlılıklarının Lyapunov kararlılık metodu ile incelemesi. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-5 | Tüm durum geri beslemeli kontrol kazançlarını kutup yerleştirme, direkt yerine bırakma ve Ackermann formülü ile tasarlanması. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-6 | Tüm durum gözleyici kazançlarının hesaplanması için denklik prensibini öğrenmek. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-7 | Yapılan kontrol tasarımlarının Matlab/SIMULINK ortamında sonuçlarının elde edilmesi ve yorumlanması. |
PÇ-2 Mühendislik problemlerini tanımlama, modelleme, formüle etme ve çözme yeteneğini artırmak. PÇ-10 Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz etme ve yorumlama yeteneğini katmak. |
Yazılı Sınav |
| PÇ: Bölüm program çıktıları ÖDY: Ölçme ve değerlendirme yöntemi |
|||
| Dersin İçeriği | ||
| Kontrol sistemlerin zaman/frekans cevabı performans kriterlerini esas alan klasik metotlarla denetleyici tasarımı,Faz ilerletici (Phase Lead) ve PD kontrolör karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz ilerletici (Phase Lead) ve PD denetleyici tasarımı,Faz geriletici (Phase Lead) ve PI denetleyici karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz geriletici (Phase Lag) ve PI denetleyici tasarımı,Faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) ve PID denetleyici karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) ve PID denetleyici tasarımı,Bode diyagramını kullanarak faz ilerletici (Phase Lead) denetleyici tasarımı,Bode diyagramını ile faz geriletici (Phase Lag) ve Faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) karakteristikli kontrolörlerin tasarımı,Sistemlerin deneysel zaman cevabı performansını esas alan Ziegler-Nichols kuralları ile PID kontrol parametrelerinin belirlenmesi ve ayarlanması,Durum geri beslemeli denetleyici tasarımı için geliştirilen modern metotlar,Lyapunov kararlılık ve doğrusal zamanla değişmeyen durum uzay formundaki sistemlerin kararlılığı,Tüm durum kontrol edilebilirlik, çıkış durum kontrol edilebilirlik ,tüm durum gözlenebilirlik (Observability) ve kısmi durum gözlenebilirlik,Kutup Atama metodu ile durum geri beslemeli denetleyici tasarımı,Kutup yerleştirme, direk yerine bırakma metodu,Ackermann formülü ile kontrol kazançlarının belirlenmesi,Tüm durum gözleyici (Observer) dinamiği ve kapalı çevirimdeki dinamiği, gözleyici kazançlarının belirlenmesi,Gözleyici temelli durum geri beslemeli kontrolör dizaynı. | ||
| Haftalık Detaylı Ders İçeriği | ||
| Hafta | Detaylı İçerik | Öğretim Yöntem ve Teknikleri |
| 1 | Kontrol sistemlerin zaman/frekans cevabı performans kriterlerini esas alan klasik metotlarla denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 2 | Faz ilerletici (Phase Lead) ve PD kontrolör karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz ilerletici (Phase Lead) ve PD denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 3 | Faz geriletici (Phase Lead) ve PI denetleyici karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz geriletici (Phase Lag) ve PI denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 4 | Faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) ve PID denetleyici karakteristiği, köklerin yer eğrisi (Root-locus) ile faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) ve PID denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 5 | Bode diyagramını kullanarak faz ilerletici (Phase Lead) denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 6 | Bode diyagramını ile faz geriletici (Phase Lag) ve Faz ilerletici-geriletici (Phase Lag-Lead) karakteristikli kontrolörlerin tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 7 | Sistemlerin deneysel zaman cevabı performansını esas alan Ziegler-Nichols kuralları ile PID kontrol parametrelerinin belirlenmesi ve ayarlanması. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 8 | Ara Sınav | |
| 9 | Durum geri beslemeli denetleyici tasarımı için geliştirilen modern metotlar. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 10 | Lyapunov kararlılık ve doğrusal zamanla değişmeyen durum uzay formundaki sistemlerin kararlılığı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 11 | Tüm durum kontrol edilebilirlik, çıkış durum kontrol edilebilirlik ,tüm durum gözlenebilirlik (Observability) ve kısmi durum gözlenebilirlik. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 12 | Kutup Atama metodu ile durum geri beslemeli denetleyici tasarımı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 13 | Kutup yerleştirme, direk yerine bırakma metodu, Ackermann formülü ile kontrol kazançlarının belirlenmesi. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 14 | Tüm durum gözleyici (Observer) dinamiği ve kapalı çevirimdeki dinamiği, gözleyici kazançlarının belirlenmesi. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 15 | Gözleyici temelli durum geri beslemeli kontrolör dizaynı. | Anlatım, soru-cevap, tartışma |
| 16 | Final Sınavı | |
| Ders Kitabı / Yardımcı Kitap | ||
| 1 | Control System Design, G.C. GOODWIN, S.F. GRAEBE, M.E. SALGADO, Prentice Hall, London, 2001. | |
| 2 | Modern Control Engineering, K. OGATA, Englewood Cliffs, Prentice Hall, 2002. | |
| 3 | Desing of Feedback Control Systems, R.T. STEFANI, B. SHAHIAN, C.J. SAVANT, G.H. HOSTETTER, Oxford University Press, 2002. | |
| 4 | Modern Control Systems, C.D. DORF, R.H. BISHOP, Pearson Educational International, New Jersey, 2005. | |
| Ders Araç - Gereç ve Malzemeleri | ||
| Ders kitabı, dizüstü bilgisayar, projeksiyon cihazı | ||
| Ölçme Yöntemi | |||
| Yöntem | Hafta | Süre (Saat) | Katkı(%) |
| Ara Sınav | 8 | 1 | 40 |
| Diğer Ölçme Yöntemleri | |||
| 1.Sözlü Sınav | |||
| 2.Kısa Sınav (Quiz) | |||
| 3.Laboratuvar Sınavı | |||
| 4.Sunum | |||
| 5.Rapor | |||
| 6.Seminer | |||
| 7.Performans Ödevi | |||
| 8.Dönem Ödevi | |||
| 9.Proje | |||
| Final Sınavı | 16 | 1 | 60 |
| Öğrenci İş Yükü | |||
| İşlem Adı | Haftalık Saat | Sayı | İş Yükü |
| Haftalık Ders Saati (Teorik+Uygulama) | 3 | 14 | 42 |
| Sınıf Dışı Çalışma | |||
| a) Okuma | 3 | 11 | 33 |
| b) İnternette/Kütüphanede Tarama | 3 | 11 | 33 |
| c) Performans Ödevi | 3 | 10 | 30 |
| d) Seminer/Sunum/Rapor Hazırlama | 0 | ||
| e) Dönem Ödevi/Proje Hazırlama | 0 | ||
| Sözlü Sınav | 0 | ||
| Kısa Sınav (Quiz) | 0 | ||
| Laboratuvar Sınavı | 0 | ||
| Ara Sınav İçin Hazırlık | 5 | 1 | 5 |
| Ara Sınav | 1 | 1 | 1 |
| Final Sınavı İçin Hazırlık | 5 | 1 | 5 |
| Final Sınavı | 1 | 1 | 1 |
| 0 | |||
| 0 | |||
| Toplam İş Yükü | 150 | ||