KON 314 – Kontrol Sistem Tasarımı

Ders Hakkında

Ders Kodu: KON 314
Dönem: 2022 Bahar
Öğretim Üyesi: Prof. Dr. M. Turan Söylemez
Oda No: 4207, Tel: 212 - 285 35 70
Ders Saatleri: Pazartesi (12:30 - 14:30)
Perşembe (15:30-17:30)
Dersler hibrit düzende işlenecektir.
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, 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
%20 Ara Sınav
%30 Ödevler (4 adet)
%9 Laboratuvar
%15 Son-test
%25 Final
Final Giriş Şartı: Son ödev haricinde yıl içi başarı notu (ağırlıklı ortalama) 100 üzerinden en az 25 olmalı.
Ev Sayfası: http://web.itu.edu.tr/soylemezm/kon314

Ders Planı

Hafta Gün Konular
1. Hafta
21-25 Şubat		 Pazartesi GİRİŞ

  • Motivasyon
  • İşaretler ve sistemler
  • Geri besleme kavramı
  • Kontrol sisteminin mimarisi
    • Perşembe Basit Kontrol Yöntemleri ve K Sentezi

  • Tasarımdan beklenenler
  • On-Off (BANG-BANG) Kontrol
  • Sistem tersi ile kontrol
  • Yüksek kazanç ile kontrol
  • Kutupların sistem cevabına etkisi
  • Kontrolör tasarımında kök eğrisi yöntemi
    • 2. Hafta
    28 Şubat -4 Mart    		 Pazartesi
    (Lab)    		 MATLAB/MATHEMATICA TANITIM
    Perşembe
    (Lab)    		 BASİT KONTROL YÖNTEMLERİ

  • Control System Toolbox tanıtım
  • Sistem tersi ile kontrole bir örnek
    ÖN-TEST (Online - 3 Mart Perşembe saat 18:30)
    • 3. Hafta
    7-11 Mart    		 Pazartesi Basit Kontrol Yöntemleri ve K Sentezi

  • Baskın kutup kavramı
  • K sentezi
    Faz Gerilemeli Kontrolör Tasarımı

  • Faz gerilemeli kontrolör tanımı
  • Faz gerilemeli kontrolör kullanarak tasarım
  • PI kontrolör
  • Sürekli hal yanıtının iyileştirilmesi
  • Faz gerilemeli kontrolörlerin gerçeklenmesi
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		 BASİT KONTROL YÖNTEMLERİ

  • Yüksek kazanç ile kontrole bir örnek
  • K sentezi örnekleri
    		•
    4. Hafta
    14-18 Mart 2022    		 Pazartesi Faz İlerlemeli Kontrolör Tasarımı

  • Faz ilerlemeli kontrolör tanımı
  • Faz ilerlemeli kontrolör kullanarak tasarım
  • PD kontrolör
  • Geçici hal yanıtının iyileştirilmesi
  • Faz ilerlemeli kontrolörlerin gerçeklenmesi
    2. ve daha yüksek dereceden kontrolör tasarım yöntemleri

  • Faz ilerlemeli-gerilemeli kontrol
  • Notch Filtreleri
  • Model eşleme
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		 Faz Gerilemeli/İlerlemeli Kontrolör Tasarımı

  • Tasarım örnekleri
  • Kontrolör parametrelerinin cebrik olarak hesaplanması
    		•
    5. Hafta
    21-25 Mart 2022    		 Pazartesi PID Kontrolör Tasarımı

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

  • Tasarım örnekleri
    		•
    6. Hafta
    28 Mart - 1 Nisan    		 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
    (Lab)    		 Kutup atama

  • Tasarım örnekleri
  • Yetiştirilemeyen derslerin tamamlanması ve uygulamalar
    		•
    7. Hafta
    4-8 Nisan    		 Pazartesi Kutup Sıfır Götürme ve Model Eşleme

  • Kutup sıfır götürme ile kontrol
  • Notch filtresi
  • Model eşleme yöntemi
    		•
    Perşembe ARA SINAV (7 Nisan 2022, Perşembe - 15:30)
    8. Hafta
    11-15 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
    (Lab)    		 Sınav sorularının çözümüne yönelik uygulamalar.
    Derste işlenen konulara yönelik uygulamalar
    9. Hafta
    18-22 Nisan    		 Pazartesi Değişik Kontrol Yapıları ve PID Kontrolör Türevleri

  • Geri Besleme ile Kontrol
  • PV Kontrol
  • PI-PD kontrol
  • 2 Serbestlik Dereceli Kontrol
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		 Kontrolde temel kısıtlamalara yönelik örnekler

  • Sarmasız kontrol örnekleri
  • PI-PD Kontrol ve çok serbestlik dereceli kontrolör tasarımı
    		•
    10. Hafta
    25-29 Nisan    		 Pazartesi Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

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

  • Tasarım örnekleri
    		•
    11. Hafta
    2-6 Mayıs    		 Pazartesi-Perşembe ARA TATİL
    12. Hafta
    9-13 Mayıs    		 Pazartesi Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Faz ilerlemeli kontrolör tasarımı
  • Faz gerilemeli-ilerlemeli kontrolör tasarımı
    		•
    Perşembe
    (Lab)     		Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Tasarım örnekleri
    		•
    13. Hafta
    16-20 Mayıs    		 Pazartesi İç Model Kontrol (Internal Model Control)

  • İç model kontrol yöntemi ile kontrolör tasarımı
    Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü
    		•
    Perşembe RESMİ TATİL
    14. Hafta
    23-27 Mayıs    		 Pazartesi
  • Smith öngörücüsü (predictor)
  • Pade yaklaşımı ile kontrolör tasarımı
  • Frekans tanım bölgesi yaklaşımları
    		•
    Perşembe
    (Lab)     		İç Model Kontrol (Internal Model Control)

  • Tasarım örnekleri
    Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü

  • Tasarım örnekleri
    		•
    15. Hafta
    30 Mayıs - 3 Haziran    		 Pazartesi Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri

  • Kontrol edliebilir standard form ve durum geri beslemesi ile kutup atama
  • Ackerman formulü
  • Gözleyici tasarımı
    		•
    Perşembe
    (Lab)     		Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri

  • Tasarım örnekleri
    		•