KON 314 – Kontrol Sistem Tasarımı

Ders Hakkında

Ders Kodu: KON 314
Dönem: 2025 Bahar
Öğretim Üyesi: Prof. Dr. M. Turan Söylemez
Oda No: 4207, Tel: 212 - 285 35 70
Ders Saatleri: Pazartesi (11:30 - 13:30)
Perşembe (15:30-17:30)
Ders Kitapları: 1) "Control System Design", G. C. Goodwin, S. F. Graebe ve M. E. Salgado, 2001, Prentice Hall, New Jersey, ISBN: 0 -13 -958653-9
2) "Control Systems Engineering", Norman S. Nise, 2000 (2019 8th ed), John Wiley & Sons, New York, ISBN: 0-471-36601-3.
3) "Otomatik Kontrol Sistemleri", B. C. Kuo (çeviren: Atilla Bir), 1999, Literatür Yayıncılık, İstanbul.
4) "Linear Control System Analysis and Design", J. J. D'Azzo ve C. H. Houpis, 1995, McGraw Hill, New York
5) "Advanced Control System Design", B. Friedland, 1996,Prentice Hall, New Jersey, ISBN: 0-13-0140104
Not Baremi: %1 Ön-test (27 Şubat 2025 Perşembe 15:30)
%20 Ara Sınav (16 Nisan 2025 Çarşamba 17:30 (Teyit edilecek))
%21 Ödevler (3 adet)
%18 Kısa Sınavlar (3 + 1 adet)
%15 Son-test
%25 Final
Final Giriş Şartı: Ağırlıklı yıl içi başarı notu (ara sınav, kısa sınavlar ve ödevler) 100 üzerinden en az 25 olmalı.
Ev Sayfası: http://web.itu.edu.tr/soylemezm/kon314
DOST: http://dost.kontrol.itu.edu.tr

Ders Planı

Hafta Gün Konular
1. Hafta
17-21 Şubat		 Pazartesi GİRİŞ

  • Motivasyon
  • Temel tanımlar
  • İşaretler ve sistemler
  • Transfer fonksiyonunun anlamı
    		•
    Perşembe (Çevrimiçi) MATLAB/MATHEMATICA TANITIM
    2. Hafta
    21-28 Şubat    		 Pazartesi Basit Kontrol Yöntemleri ve K Sentezi

  • Tasarımdan beklenenler
  • Sistem tersi ile kontrol
  • Yüksek kazanç ile kontrol
  • Aç-Kapa (BANG-BANG) Kontrol
  • Kutupların sistem cevabına etkisi
  • Kök eğrisi ile tasarım
  • Baskın kutup kavramı
  • K sentezi
    		•
    Perşembe BASİT KONTROL YÖNTEMLERİ

  • Control System Toolbox tanıtım
  • Sistem tersi ile kontrole bir örnek
  • Yüksek kazanç ile kontrole bir örnek
  • K sentezi örnekleri
    ÖN-TEST
    • 3. Hafta
    3 - 7 Mart    		 Pazartesi Faz Gerilemeli Kontrolör Tasarımı

  • Faz gerilemeli kontrolör tanımı
  • Faz gerilemeli kontrolör kullanarak tasarım
  • PI kontrolör
  • Sürekli hal yanıtının iyileştirilmesi
  • Faz gerilemeli kontrolörlerin gerçeklenmesi
    Faz İlerlemeli Kontrolör Tasarımı

  • Faz ilerlemeli kontrolör tanımı
  • Faz ilerlemeli kontrolör kullanarak tasarım
  • PD kontrolör
  • Geçici hal yanıtının iyileştirilmesi
  • Faz ilerlemeli kontrolörlerin gerçeklenmesi
    • Perşembe Faz Gerilemeli/İlerlemeli Kontrolör Tasarımı

  • Tasarım örnekleri
  • Kontrolör parametrelerinin cebrik olarak hesaplanması
    		•
    4. Hafta
    10-14 Mart    		 Pazartesi 2. ve daha yüksek dereceden kontrolör tasarım yöntemleri

  • Faz ilerlemeli-gerilemeli kontrol
  • Notch Filtreleri
  • Model eşleme
    PID Kontrolör Tasarımı

  • Neden PID?
  • Kaskad tasarım
  • Klasik PID kontrolör tasarımı
  • Ziegler-Nichols yöntemi
  • Cohen-Coon yöntemi
  • PID kontrolör tasarımında yeni açılımlar
    		•
    Perşembe PID Kontrol Teknikleri

  • Tasarım örnekleri
    		•
    5. Hafta
    17-21 Mart    		 Pazartesi Kutup Atama ile Kontrolör Tasarımı

  • Polinom yaklaşımı ile kutup atama
  • Kutup atama ile PID kontrolör tasarımı
  • Baskın kutup atama yöntemleri
    Çıkıştan geribesleme ile kutup atama

  • Kutup atama teoremi
  • Katsayı eşitleme ile kutup atama
  • Tasarım örnekleri
    • Perşembe Kutup atama

  • Tasarım örnekleri
  • Yetiştirilemeyen derslerin tamamlanması ve uygulamalar
    		•
    6. Hafta
    24-28 Mart    		 Pazartesi Kutup Sıfır Götürme ve Model Eşleme

  • Kutup sıfır götürme ile kontrol
  • Notch filtresi
  • Model eşleme yöntemi
    		•
    Perşembe Kutup Sıfır Götürme ve Model Eşleme

  • Tasarım örnekleri
    		•
    7. Hafta
    31 Mart - 4 Nisan    		 Pazartesi ARA TATİL
    Perşembe ARA TATİL
    8. Hafta
    7-11 Nisan    		 Pazartesi SISO sistemlerin kontrolünde temel kısıtlamalar

  • Yapısal kısıtlamalar
  • Köklerin hasaslığı
  • Sağ taraftaki ve orijine yakın sıfırlar
    Integratör Sarması ve Sarmasız Kontrol

  • Integrator wind-up (integratör sarması)
  • Sarmasız kontrol teknikleri
  • Yetişme hızının (slew-rate) sınırlandırılması
    • Perşembe SISO sistemlerin kontrolünde temel kısıtlamalar

  • Sarmasız kontrol örnekleri
  • Simulink uygulamaları
    		•
    9. Hafta
    14-18 Nisan    		 Pazartesi Değişik Kontrol Yapıları ve PID Kontrolör Türevleri

  • Geri Besleme ile Kontrol
  • PV Kontrol
  • PI-PD kontrol
  • 2 Serbestlik Dereceli Kontrol
    		•
    Çarşamba ARA SINAV
    16 Nisan Çarşamba 17:30 (Teyit edilecek)
    Perşembe İki serbestlik dereceli

  • PV Kontrol örnekleri
  • PI-PD Kontrol ve çok serbestlik dereceli kontrolör tasarımı
    		•
    10. Hafta
    21-25 Nisan    		 Pazartesi Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Frekans yanıtı ile K sentezi
  • Faz gerilemeli kontrolör tasarımı
    		•
    Perşembe Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Tasarım örnekleri
    		•
    11. Hafta
    28 Nisan - 2 Mayıs    		 Pazartesi Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Faz ilerlemeli kontrolör tasarımı
  • Faz gerilemeli-ilerlemeli kontrolör tasarımı
    		•
    Perşembe RESMİ TATİL
    12. Hafta
    5-9 Mayıs    		 Pazartesi Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü

  • Smith öngörücüsü (predictor)
  • Pade yaklaşımı ile kontrolör tasarımı
  • Frekans tanım bölgesi yaklaşımları
    • Perşembe

    		 Tasarım örnekleri
    13. Hafta
    12-16 Mayıs    		 Pazartesi İç Model Kontrol (Internal Model Control)
    Perşembe Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri

  • Kontrol edliebilir standard form ve durum geri beslemesi ile kutup atama
  • Ackerman formulü
  • Gözleyici tasarımı
    • 14. Hafta
    19-23 Mayıs    		 Pazartesi RESMİ TATİL
    Perşembe

    		 Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri

  • Tasarım örnekleri
    		•
    15. Hafta
    26-30 Mayıs    		 Pazartesi Çok giriş çok çıkışlı kontrol sistemlerin analiz ve tasarımı: dekuplaj ve göreceli kazanç matrisi kullanımı.
    Perşembe ÇGÇÇ Sistemlerin Tasarımına Yönelik Uygulamalar.