KON 314 – Kontrol Sistem Tasarımı

Ders Hakkında

Ders Kodu:KON 314
Dönem:2020 Bahar
Öğretim Üyesi:Prof. Dr. M. Turan Söylemez
Oda No: 4207, Tel: 212 - 285 35 70

Dr. Öğr. Üyesi İlker Üstoğlu
Oda No: 4210
Ders Saatleri:D5304 - Pazartesi (12:30 - 14:30)
Elektrik Müh. Böl. Bilgisayar Lab. - Pazartesi (15:00-17:00), 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, 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
%10 Ara Sınav
%33 Ödevler
%15 Son-test
%41 Final
Final Giriş Şartı:Son ödev haricinde yıl içi başarı notu (ağırlıklı ortalama) 100 üzerinden en az 25 olmalı ve laboratuvarlara en az %85 devam koşulu sağlanmış olmalı.
Ev Sayfası:http://web.itu.edu.tr/soylemezm/kon314

Ders Planı

HaftaGünKonular
1. Hafta
10-13 Şubat 2020		PazartesiGİRİŞ
  • Motivasyon
  • İşaretler ve sistemler
  • Geri besleme kavramı
  • Kontrol sisteminin mimarisi
    		•
    PerşembeMATLAB/MATHEMATICA TANITIM (Perşembe: 5204 nolu derslik)
    ÖN-TEST
    2. Hafta
    17-20 Şubat 2020    		Pazartesi 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
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		MATLAB/MATHEMATICA TANITIM

    BASİT KONTROL YÖNTEMLERİ
  • Control System Toolbox tanıtım
  • Sistem tersi ile kontrole bir örnek
    		•
    3. Hafta
    24-27 Şubat 2020    		PazartesiBasit 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
    2-5 Mart 2020    		PazartesiFaz 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
    9-12 Mart 2020    		PazartesiPID Kontrolör Tasarımı
  • Neden PID?
  • Kaskad tasarım
  • Klasik PID kontrolör tasarımı
  • Ziegler-Nichols yöntemi
  • Cohen-Coon yöntemi
  • PID kontrolör tasarımında yeni açılımlar
    Kutup Atama ile Kontrolör Tasarımı
  • Polinom yaklaşımı ile kutup atama
  • Kutup atama ile PID kontrolör tasarımı
  • Baskın kutup atama yöntemleri
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		PID Kontrol Teknikleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    6. Hafta
    16-19 Mart 2020    		PazartesiÇıkıştan geribesleme ile kutup atama
  • Kutup atama teoremi
  • Katsayı eşitleme ile kutup atama
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		Kutup atama
  • Tasarım örnekleri
    		•
    7. Hafta
    23-26 Mart 2020    		PazartesiKutup Sıfır Götürme ve Model Eşleme
  • Kutup sıfır götürme ile kontrol
  • Notch filtresi
  • Model eşleme yöntemi
    SISO sistemlerin kontrolünde temel kısıtlamalar
  • Yapısal kısıtlamalar
  • Köklerin hasaslığı
  • Sağ taraftaki ve orijine yakın sıfırlar
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		Kontrolde temel kısıtlamalara yönelik örnekler

    UYGULAMALAR
  • Yetiştirilemeyen derslerin tamamlanması ve uygulamalar
    		•
    8. Hafta
    30 Mart - 2 Nisan 2020    		ARA TATİL
    9. Hafta
    6-9 Nisan 2020    		PazartesiARA SINAV (6 Nisan 2020, Pazartesi - 12:30)
    PerşembeIntegratör Sarması ve Sarmasız Kontrol
  • Integrator wind-up (integratör sarması)
  • Sarmasız kontrol teknikleri
  • Yetişme hızının (slew-rate) sınırlandırılması
    		•
    10. Hafta
    13-16 Nisan 2020    		PazartesiSarmasız kontrol örnekleri
    Perşembe
    		Değişik Kontrol Yapıları ve PID Kontrolör Türevleri
  • Geri Besleme ile Kontrol
  • PV Kontrol
  • PI-PD kontrol
  • 2 Serbestlik Dereceli Kontrol
    		•
    11. Hafta
    20-23 Nisan 2020    		PazartesiPID Kontrolör Türevleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    		TATİL
    12. Hafta
    27-30 Nisan 2020    		PazartesiPID Kontrolör Türevleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    		Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri
  • Frekans yanıtı ile K sentezi
  • Faz gerilemeli kontrolör tasarımı
    		•
    13. Hafta
    4-7 Mayıs 2020    		PazartesiFrekans Tanım Bölgesi Yöntemleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    		Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri
  • Faz ilerlemeli kontrolör tasarımı
  • Faz gerilemeli-ilerlemeli kontrolör tasarımı
    		•
    14. Hafta
    11-14 Mayıs 2020    		PazartesiFrekans Tanım Bölgesi Yöntemleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    		İç Model Kontrol (Internal Model Control)
  • İç model kontrol yöntemi ile kontrolör tasarımı
    Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü
  • Smith öngörücüsü (predictor)
  • Pade yaklaşımı ile kontrolör tasarımı
  • Frekans tanım bölgesi yaklaşımları
    		•
    15. Hafta
    18-21 Mayıs 2020    		Pazartesiİç Model Kontrol (Internal Model Control)
  • Tasarım örnekleri
    Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü
  • Tasarım örnekleri
    Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri
  • Tasarım örnekleri
    		•
    Perşembe
    		Kontrolör Tasarımında Durum Uzayı Yöntemleri
  • Kontrol edliebilir standard form ve durum geri beslemesi ile kutup atama
  • Ackerman formulü
  • Gözleyici tasarımı
    		•