EĞİTİM
Ders Detayı

ELE403 - Denetim Sistemi Tasarımı

2022-2023 Güz dönemi bilgileri
Ders bu dönem açık
Ders sorumluları
Ad Soyad Görev Şube
Dr.Öğr.Üyesi Şölen Kumbay Yıldız Ders sorumlusu 21
Şubelere Göre Haftalık Program
Şube Gün, Zaman, Yer
21 Salı, 09:00 - 11:45, E6

Dersin zamanlama bilgileri haftalık ders programından elde edilmektedir. Ders geçici olarak belirli bir hafta için ertelenmiş ya da zamanı değişmiş olabilir. Dersin o haftaki kesin zamanlama bilgileri için dersin sorumlusuna başvurulmalı ve/veya duyurular takip edilmelidir.

ELE403 - Denetim Sistemi Tasarımı
Program Teorik saat Uygulamalı saat Yerel kredi AKTS kredisi
Lisans 3 0 3 6
Zorunluluk : Seçmeli
Önkoşul ders(ler) : ELE354
Eşzamanlı ders(ler) : ELE405
Veriliş biçimi : Yüz yüze
Öğrenme ve öğretme teknikleri : Anlatım, Soru-Yanıt, Sorun/Problem Çözme, Diğer: ELE405 DENETİM SİSTEMİ TASARIMI LABORATUVARI dersi ile birlikte alınmalıdır.
Dersin amacı : Bu ders kontrol sistemlerinin analizini temel alan "ELE 354 Denetim Sistemleri" dersinin devamı ve tamamlayıcısı niteliğindedir. ELE 403 dersi denetim sistemlerini tasarım bakış açısından inceleyen bir dersdir. Bu kapsamda, hem klasik (frekans bölgesi yaklaşımı, yer kök eğrisi yöntemi, PID Denetleçler) hem de modern (durum uzayı teknikleri, cebirsel yaklaşımlar) denetim sistemi tasarım yöntemleri ele alınmaktadır. Ayrıca, doğrusal olmayan sistemler ve zaman gecikmeli sistemlerin denetimi üzerinde de durulmaktadır.
Dersin öğrenme çıktıları : Dersi başarıyla bitiren bir öğrenci 1. Bir denetim probleminin doğasını anlar, 2. Denetim sistemlerini ilgilendiren fiziksel kısıtlar ve pratik konuların farkında olur, 3. Verilen bir denetim problemi için uygun bir denetim tekniği seçebilir, 4. Denetim sistemlerini tasarlayabilir ve hayata geçirebilir, 5. Daha ileri düzey denetim problemlerini anlayıp kavrayabilmek için uygun altyapıya sahip olur.
Dersin içeriği : Denetim sistemlerine genel bir bakış ve sistemlerin geçici ve kalıcı durum tepkisi, duyarlılık, bozucular ve gürültü, kararlılık, kök yer eğrisi gibi bazı temel kavramlar ve konuların hızlı tekrarı. Kök yer eğrisi ve frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı; evre ilerletici ve evre geriletici düzelteç tasarımı. PID denetim ve parametrelerinin ayarlanması. Doğrusal cebirsel tasarım: birim geri beslemeli, iki serbestlik dereceli ve giriş/çıkış geri beslemeli düzenleşimler. Zaman gecikmeli sistemlerin denetimi, Smith öngörücüsü ve Öykünücü Tabanlı Denetim. Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: durum geri beslemesi, gözleyiciler, düşük mertebeli gözleyiciler, gözleyici+durum geri beslemesi, karesel eniyi denetim. Doğrusal olmayan denetim sistemleri: sık karşılaşılan doğrusal olmayan elemanlar, tanımlayan işlev analizi, doğrusallaştırma ve evre düzlemi analizi.
Kaynaklar : [1] Ogata K., Modern Control Engineering, 4th Ed., Prentice Hall, 2002.; [2] Dorf R.C. and Bishop R.H., Modern Control Systems, 9th Ed., Addison Wesley, 2001.; [3] Franklin G.F, Powell J.D. and Emami-Naeini A., Feedback Control of Dynamic Systems, 6th Ed., Addison Wesley, 2010.; [4] Kuo B.C., Automatic Control Systems, 7th Ed., Prentice Hall, 1995.; [5] D'Azzo J.J. and Houpis C.H., Linear Control Systems Analysis and Design, 4th Ed., McGraw-Hill, 1995.; [6] Dutton K., Thompson S. and Barraclough B., The art of Control Engineering, ; Addison-Wesley, 1997.; [7] Chen C.T., Analog and Digital Control System Design: Transfer Function, State-Space and Algebraic Methods, Saunders-HBJ,1 993.; [8] Aström K.J. and Hagglund T., Automatic Tuning of PID Controllers, ISA, 1988.; [9] Gawthrop P.J., Continuous-Time Self-Tuning Control,Volume I-Design, Research Studies Press, 1987.; [10] Atherton D.P., Nonlinear Control Engineering, Van Nostrand Reinhold, 1982.
Haftalara Göre İşlenecek Konular
Haftalar Konular
1 Denetim sistemlerine genel bir bakış ve sistemlerin geçici ve kalıcı durum tepkisi, duyarlılık, bozucular ve gürültü, kararlılık, kök yer eğrisi gibi bazı temel kavramlar ve konuların hızlı tekrarı.
2 Kök yer eğrisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: genel bir tasarım yaklaşımı.
3 Kök yer eğrisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: evre ilerletici, evre geriletici ve evre ilerletici-geriletici düzelteç.
4 Frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: sistemlerin frekans tepkisinin hızlı tekrarı ve evere ilerletici düzelteç tasarımı
5 Frekans tepkisi kullanılarak denetim sistemi tasarımı: evre geriletici ve evre ilerletici-geriletici düzelteç tasarımı.
6 PID denetim ve PID parametrelerinin Ziegler-Nicholes basamak ve frekans tepkisi yöntemi, kazanç ve evre payına dayanan yöntemler, kutup atama yaklaşımı gibi farklı yöntemler kullanılarak ayarlanması.
7 Doğrusal cebirsel tasarım: birim geri beslemeli, iki serbestlik dereceli ve giriş/çıkış geri beslemeli düzenleşimler.
8 Zaman gecikmeli sistemlerin denetimi, Smith öngörücüsü ve Öykünücü Tabanlı Denetim.
9 Ara sınav
10 Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: öz biçimler, benzerlik dönüşümü, denetlenebilirlik, gözlenebilirlik ve çifteşlik gibi bazı temel kavram ve konuların hızlı tekrarı ve durum geri beslemesiyle denetim sistemi tasarımı.
11 Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: gözleyiciler, düşük mertebeli gözleyiciler ve gözleyici + durum geri beslemesi.
12 Durum uzayında denetim sistemleri tasarımı: karesel eniyi denetim.
13 Doğrusal olmayan denetim sistemleri: sık karsılaşılan doğrusal olmayan elemanlar ve tanımlayan işlev analizi.
14 Doğrusal olmayan denetim sistemleri: doğrusallaştırma ve evre düzlemi analizi.
15 Genel sınava hazırlık
16 Genel sınav
Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Katkı Payı %
Devam 0 0
Laboratuar 0 0
Uygulama 0 0
Alan Çalışması 0 0
Derse Özgü Staj (Varsa) 0 0
Ödevler 5 10
Sunum 0 0
Projeler 0 0
Seminer 0 0
Kısa Sınav (Quiz) 0 0
Ara Sınavlar 1 40
Genel sınav 1 50
Toplam 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 50
Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı 50
Toplam 100
AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu
Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Süre (saat) Toplam iş yükü
Ders Süresi 13 3 39
Laboratuar 0 0 0
Uygulama 0 0 0
Derse özgü staj (varsa) 0 0 0
Alan Çalışması 0 0 0
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, pekiştirme, vb.) 14 4 56
Sunum / Seminer Hazırlama 0 0 0
Proje 0 0 0
Ödevler 5 4 20
Kısa Sınavlara Hazırlanma Süresi 0 0 0
Ara Sınavlara Hazırlanma Süresi 1 20 20
Genel sınava hazırlanma süresi 1 25 25
Toplam iş yükü 34 56 160
Dersin Öğrenme Çıktılarının Program Yeterlilikleri İle İlişkilendirilmesi
Program yeterlilikleri Katkı düzeyi
1 2 3 4 5
1. Elektrik ve Elektronik Mühendisliği'nin gerektirdiği kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir.
2. Matematik, Fen Bilimleri ve Elektrik ve Elektronik Mühendisliği alanlarındaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri mühendislik çözümleri için kullanır.
3. Elektrik ve Elektronik Mühendisliği problemlerini saptar, tanımlar, modeller ve probleme uygun analitik veya nümerik yöntemleri uygulayarak çözer.
4. Gerçekçi kısıtlar altında sistem tasarlar; bu doğrultuda modern yöntemleri ve araçları kullanır.
5. Deney tasarlar, yapar, sonuçları analiz eder ve yorumlar.
6. Bireysel veya takım üyesi olarak disiplinlerarası çalışma yapacak altyapıya sahiptir.
7. Bilgiye erişir, kaynak araştırması yapar, veri tabanlarını ve diğer bilgi kaynaklarını kullanır, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izler.
8. Proje planlaması ve zaman yönetimi yapar, mesleki gelişimini planlar.
9. İleri düzeyde bilgisayar donanım ve yazılım bilgisine sahiptir, bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin kullanır.
10. Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurar; İngilizce'yi ileri düzeyde kullanır.
11. Mesleki, etik ve toplumsal sorumluluğunun bilincindedir.
12. Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerinin bilincindedir; çağın sorunları hakkında bilgi sahibidir.
13. Yenilikçi ve sorgulayıcıdır; mesleki özgüveni yüksektir.
1: En düşük, 2: Düşük, 3: Orta, 4: Yüksek, 5: Çok yüksek
Genel Bilgiler | Ders ve Sınav Takvimleri | Ders ve Sınıfların Anlık Durumu
Lisans Programı | Açılan Dersler, Şubeleri ve Sorumluları | Haftalık Ders Programı | Dönemlik Sınav Programları | Kayıt için Gerekli Bilgiler | Önkoşullu ve Eşzamanlı Dersler | Staj için Gerekli Bilgi ve Belgeler | Lisans Programı Danışman Öğretim Üyeleri | ELE 401-402 Bitirme Projesi Bilgileri | Bitirme Projesi Sanal Sergileri | Diğer Yardımcı Belge ve Dilekçeler | AKTS Ders Kataloğu | HÜ Öğrenci İşleri Dairesi
Lisansüstü Programı | Açılan Dersler ve Sorumluları | Haftalık Ders Programı | Dönemlik Final Sınav Programı | Lisansüstü Tez Savunma ve Seminer Takvimi | Kayıt için Gerekli Bilgiler | AKTS Ders Kataloğu - Yüksek Lisans | AKTS Ders Kataloğu - Doktora | HÜ Fen Bilimleri Enstitüsü | Diğer Yardımcı Belge ve Dilekçeler