| Müfredat Adı | Ders Kodu | Ders Adı | Ders Türü | Dönem | AKTS | Teorik | Uygulama |
| Elektrik-Elektronik Mühendisliği (İngilizce) - Lisans | EE372 | System Dynamics and Control | Zorunlu | 6 | 7,00 | 3 | 2 |
Marmara Üniversitesi
Marmara Üniversitesi Eğitim-Öğretim Bilgi Sistemi
Programlar Hakkında Bilgi
Lisans - Mühendislik Fakültesi - Elektrik-Elektronik Mühendisliği (İngilizce)
Dersin İçeriği
Dersin Amacı
1. Elektrik ve Elektronik mühendisliği öğrencilerine sistem dinamikleri ve kontrol üzerine temel bilgi kazandırmak. 2. Uygulama örnekleri ile zenginleştirilmiş bir müfredat çerçevesinde temel kontrolör tasarım yöntemlerini tanıtmak.
Öğrenim Türü
-
Dersin İçeriği
1. KONTROL SİSTEM MODELLEME: Kontrol Sisteminin Temel Unsurları - Açık döngü ve kapalı döngü sistemleri - Diferansiyel denklem - Transfer fonksiyonu, Elektrikli sistemlerin modellenmesi, Dönüşen ve dönen mekanik sistemler - Blok diyagram indirgeme teknikleri - Sinyal akış diyagramı. 2. ZAMAN CEVABI ANALİZİ: Zaman yanıtı çözümlemesi - Birinci Dereceden Sistemleri - Darbe ve Basamak tepkisi analizi İkinci derece sistemler - Kararlı hal hataları - P, PI, PD ve PID kompanzasyon-MATLAB ile Analiz. 3. FREKANS TEPKİSİ ANALİZİ : Frekans Yanıtı - Bode grafik gösterimi, Polar grafik gösterimi, Nyquist grafik gösterimi- Grafiksel gösterimlerden frekans alanı özellikleri - Sabit M ve N Çemberleri - Nichol Grafiği - Kontrol Sistemi Analizinde Nichol grafiğinin kullanımı, Paralel, seri-paralel kompansatörler, Faz ilerletici, faz geriletici, faz ilerletmeli ve geriletmeli kompansatörler - MATLAB ile Analiz. 4. KARARLILIK ANALİZİ: Kararlılık-Routh-Hurwitz Kriteri - Kök Eğrisi Tekniği - Kararlılık- Dominant kutuplar-Kök eğrisi diyagrami ile Kontrolör Tasarımı- Nyquist kararlılık ölçütü - Bağıl kararlılık - MATLAB ile Analiz. 5. DURUM DEĞİŞKENİ ANALİZİ & SAYISAL KONTROL SİSTEMLERİ: Sürekli zaman sistemlerin durum uzayı gösterimi - Durum denklemleri - Durum değişkeni gösteriminden transfer fonsiyonu formuna geçiş - Durum denklemlerinin çözümü - Kutup yerleştirme ile kontrolör tasarımı, Kontrol edilebilirlilik ve gözlemlenebilirlilik kavramları ve kontrolör tasarımı.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Ders notları, Power point sunumları ile anlatım, Ödev verme
Staj Durumu
Yok
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
Franklin, G.F., Powell, J.D. and Emani-Naemi, A., 2006; Feedback Control of Dynamic Systems. Prentice-Hall. Dorf, R.C. and Bishop, R.H., 2001; Modern Control Systems, Prentice Hall Inc. Ogata, K., 1997; Modern Control Engineering, Prentice Hall. Kuo, B.J., 1995; Automatic Control Systems, Prentice Hall. Nise, N.S., 2004; Control Systems Engineering, 4th Edition, Wiley.
Dersin Web Sayfası
-
Öğrenme Çıktıları
- Kontrol sistemleri için matematiksel altyapısı oluşturur ve fiziksel sistemlerin matematiksel modellemesini yapar
- Kontrol sistemlerinin zaman cevabı analizini anlar
- Kontrol sistemlerinin frekans cevabı analizini anlar
- Birinci ve ikinci dereceden sistemlerin geçici cevap analizini yapar
- Routh-Hurwitz Ölçütü ile doğrusal zamanla değişmeyen sistemlerin kararlılığını analiz eder
- İstenilen performans özelliklerini karşılamak için geribildirim denetleyicileri ve kompansatörleri tasarlar
- Fiziksel sistemleri durum değişkenleri ve durum-uzayı modeli ile ifade eder
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik |
|---|---|
| 1 | Fiziki sistem nedir, neden, niçin ve nasıl kontrol edilir? Gerçek hayattan örnekler.Kontrol Sistemleri dereken neyi kastediyoruz? |
| 2 | Otomatik Kontrol Sistemlerinin analiz ve tasarımı için gerekli matematik (Laplace Dönüşümleri, Kompleks Değişkenler, Diferansiyel Denklemler, Matris İşlemleri, Lineer Cebir, Fark Denklemleri, z-dönüşümleri, Doğrusallaştırma) |
| 3 | Fiziksel Sistemlerin Matematik modelleri. Mekanik, elektrik ve elektromekanik sistemlerin modellenmesi. Matlab/Simulink ortamındaki simülasyonları |
| 4 | Transfer fonksiyonları, blok diyagramlar, simülasyon diyagramları ve işaret akış grafikleri ve bunların birbirlerine dönüştürülmesi, karmaşık blok diyagramlarının sadeleştirilmesi, bu konularla ilgili Matlab/Simulink uygulamaları |
| 5 | Kısa sınav |
| 6 | Durum değişkenleri ve durum uzayı modeli. Transfer fonksiyondan durum değişkenlerinin, durum değişkenlerinden de transfer fonksiyonların elde edilmesi. Durum denklemlerinin analitik yöntemler ve Matlab/Simulink ortamındaki çözümleri. Simülasyon diyagramları ve durum denklemleri arasındaki ilişkiler. |
| 7 | Değişik test işaretleri ve bu işaretler uygulandığında sistemin verdiği tepkilerin incelenmesi. Geçici durum analizi ve durum geçiş matrisi. Basamak ve darbe giriş işaretleri uygulandığında birinci ve ikinci dereceden sistemlerin verdiği basamak ve darbe tepkelerinin zaman uzayında incelenmesi. |
| 8 | Arasınav çalışması |
| 9 | Arasınav |
| 10 | Kök yer eğrileri ve zaman uzayındaki tepkelerle ilişkisi. |
| 11 | Doğrusal sistemlerin kararlılığı. Routh-Hurwitz kararlılık kriteri. BIBO kararlılığı, Bağıl kararlılık, faz ve kazanç marjinleri, Nyquist ve Bode diyagramlarının bağıl kararlılık için önemi |
| 12 | Başlıca denetleyici türleri ve Matlab/Simulink ortamında davranışlarının incelenmesi |
| 13 | Kısa sınav |
| 14 | Kontrol edilebilirlilik ve gözlenebilirlilik |
| 15 | Ayrık zamanlı kontrol Sistemlerine giriş |
| 16 | Bilgisayar destekli kontrole giriş |
| 17 | Final sınavı |
Değerlendirme
| Değerlendirme | Değer |
|---|---|
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 60 |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 40 |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Değer |
| Final Sınavı | 100 |
Öğrenci İş Yükü Hesabı
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Proje ve Hazırlığı | 6 | 2 | 12 |
| Ödev ve Hazırlığı | 10 | 5 | 50 |
| Arasınav ve Hazırlığı | 6 | 2 | 12 |
| Final ve Hazırlığı | 5 | 1 | 5 |