KON 314 – Kontrol Sistem Tasarımı

Ders Hakkında

Ders Kodu: KON 314
Dönem: 2023 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 (28 Nisan Cuma 17:30)
%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
20-24 Şubat		 Pazartesi GİRİŞ

  • Motivasyon
  • İşaretler ve sistemler
  • Geri besleme kavramı
  • Kontrol sisteminin mimarisi
    ÖN-TEST (Online - 24 Şubat Cuma saat 18:30)
    • Perşembe MATLAB/MATHEMATICA TANITIM
    2. Hafta
    27 Şubat-3 Mart    		 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)    		 BASİT KONTROL YÖNTEMLERİ

  • Control System Toolbox tanıtım
  • Sistem tersi ile kontrole bir örnek
    • 3. Hafta
    6-10 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
    13-17 Mart    		 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
    20-24 Mart    		 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
    27-31 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
    (Lab)    		 Kutup atama

  • Tasarım örnekleri
  • Yetiştirilemeyen derslerin tamamlanması ve uygulamalar
    		•
    7. Hafta
    3-7 Nisan    		 Pazartesi Kutup Sıfır Götürme ve Model Eşleme

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

  • Tasarım örnekleri
    		•
    8. Hafta
    10-14 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)    		 SISO sistemlerin kontrolünde temel kısıtlamalar

  • Sarmasız kontrol örnekleri
  • Simulink uygulamaları
    		•
    9. Hafta
    17-21 Nisan    		 Pazartesi Değişik Kontrol Yapıları ve PID Kontrolör Türevleri

  • Geri Besleme ile Kontrol
  • PV Kontrol
  • PI-PD kontrol
  • 2 Serbestlik Dereceli Kontrol
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		 İki serbestlik dereceli

  • PV Kontrol örnekleri
  • PI-PD Kontrol ve çok serbestlik dereceli kontrolör tasarımı
    		•
    10. Hafta
    24-28 Nisan    		 Pazartesi Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

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

  • Tasarım örnekleri
    		•
    Cuma ARA SINAV
    28 Nisan Cuma saat 17:30
    11. Hafta
    1-5 Mayıs    		 Pazartesi Resmi Tatil
    Perşembe

    		 Frekans Tanım Bölgesi Yöntemleri

  • Faz ilerlemeli kontrolör tasarımı
  • Faz gerilemeli-ilerlemeli kontrolör tasarımı
    		•
    12. Hafta
    8-12 Mayıs    		 Pazartesi Zaman Gecikmeli Sistemlerin Kontrolü

  • Smith öngörücüsü (predictor)
  • Pade yaklaşımı ile kontrolör tasarımı
  • Frekans tanım bölgesi yaklaşımları
    		•
    Perşembe
    (Lab)    		 Tasarım örnekleri
    13. Hafta
    15-19 Mayıs    		 Pazartesi İç Model Kontrol (Internal Model Control)
    Perşembe
    (Lab)     		Örnek uygulamalar
    14. Hafta
    22-26 Mayıs    		 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
    		•