ELE301 – Kontrol Sistemleri I, 2019–2020/I

Duyurular (yeniden eskiye)

  • 11 Kasım 2019 Pazartesi ile başlayan hafta laboratuvar deneyi yapılmayacaktır. Son deney bir sonraki hafta (18 Kasım haftası) yapılacaktır. Raporlarınızı da yine o hafta (18 Kasım haftası) teslim edebilirsiniz.
  • 8 Kasım 2019 Cuma günü blok ders yapma durumu olabilir, ders sırasında belli olacak.
  • Hatırlatma: Ara sınav 2 Kasım 2019 Cumartesi günü saat 18:30’da 306, 308, 309 ve 310’da yapılacaktır. Ara sınava derste işlediğimiz tüm konular dâhildir. Sınavda kitapta sayfa 863, 864, 865’teki Laplace dönüşümü ve özellikleri tablolarını aynen vereceğim, bu tabloları görmek için tıklayın. Sınava gelmeden bu tablolara bakıp neyin nerede olduğuna ve ne şekilde ifade edildiğine alışkanlık kazanmanız faydalı olacaktır. Fakat bu tablolar verilse bile Laplace dönüşümünü doğrudan integral alarak yapmayı ve kısmı kesirler açılımı yaparak yapmayı bilmelisiniz; bazı sorularda tablo kullanmadan yapmanızı isteyebilirim. Sınavda mekanik sistemlerle ilgili soru olursa fiziksel denklemler verip oradan sonrası sorulur. Fakat elektriksel devrelerle ilgili sorularda denklemlerin çıkarımından da sorumlusunuz. Sınavda hesap makinesi kullanmak serbest olup, diğer her türlü elektronik aletin kullanımı yasaktır. İyi çalışmalar ve sınavda başarılar dilerim…
  • Ödev 5: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Chapter 5 için Example Problems kısmından A-5-17, A-5-21 ve Problems kısmından B-5-8, B-5-20, B-5-21, B-5-22, B-5-23, B-5-24, B-5-26, B-5-27. (Not: Routh Kararlılık Kriteri konusunu özel durumlara kadar işledik. Ara sınavda da Routh’la ilgili sorularda özel durumlar olmayacak. Bu ödev sorularında özel durumlar çıkarsa onları şimdilik atlayıp sınavdan sonra ilgili konuları işleyince çözebilirsiniz.)
  • 1 Kasım 2019 Cuma günü (ara sınavdan bir gün önce) ders yapılmayacaktır.
  • 28 Ekim Pazartesi günü sadece öğleden sonra tatil olduğu ve sabah derslerinin yapılması gerektiği tarafımıza bildirilmiştir. Yani o günkü dersimiz normal şekilde yapılacaktır. 
  • 28 Ekim 2019 Pazartesi ile başlayan hafta laboratuvar deneyi yapılmayacaktır. Deneyler sonraki hafta (4 Kasım haftası) devam edecektir. Raporlarınızı da yine o hafta (4 Kasım haftası) teslim edebilirsiniz.
  • Ödev 4: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Chapter 5 için Example Problems kısmından A-5-3, A-5-4, A-5-22, A-5-23, A-5-24, A-5-25 ve Problems kısmından B-5-1, B-5-2, B-5-3, B-5-5, B-5-7, B-5-9, B-5-12, B-5-13, B-5-23.
  • Ödev 3: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Appendix B için Example B-1, B-2, B-3, B-4, B-5.
  • 18 Ekim 2019 Cuma günkü dersimiz 11.00’de başlayacak ve blok ders yapılacaktır.
  • Ödev 2: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Chapter 3 için Example Problems kısmından A-3-1, A-3-4, A-3-5, A-3-6 ve Problems kısmından B-3-2, B-3-5, B-3-7, B-3-8, B-3-10, B-3-1
  • Ödev 1: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Chapter 2 için Example Problems kısmından A-2-2, A-2-4 ve Problems kısmından B-2-1, B-2-4, B-2-5, B-2-6.
  • Daha önceden Deney 1’in haftaya (7 Ekim 2019 haftası) yapılması planlanmıştı ancak asistanların yurt dışı görevlendirmeleri nedeniyle bu deney bir sonraki haftaya ertelenmiştir. Yani 7 Ekim 2019 haftası deney olmayacak, 14 Ekim 2019 haftası Deney 1 yapılacaktır.
  • 30 Eylül 2019 haftası Deney 0 ile laboratuvarlar başlayacaktır. Lablar TM 117 Eğitim Lab 2’de yapılacaktır. Aksi belirtilmedikçe her hafta bir sonraki deney yapılacaktır. Deneylerden önce deney föylerini okumayı, ön çalışmaları yapmayı ve varsa asistanların belirttikleri ek çalışmaları gerçekleştirmeyi unutmayınız.
  • Laboratuvarlar için ön çalışmalar ve raporlarda PSPICE ve MATLAB kullanılacaktır. En geç dördüncü hafta bunları bilgisayarlarınıza kurmuş olmalısınız.
    • PSPICE öğrenci sürümü indirme sayfası için tıklayın.
    • MATLAB indirme ve kurulum bilgileri için tıklayın.
  • Dersin projesine ulaşmak için tıklayın.
  • Laboratuvar deneyleri (ELE301L) dört ya da beşinci hafta başlayacak olup, tam zamanı daha sonra buradan duyurulacaktır.
  • Dersin künyesine ulaşmak için tıklayın.
  • Dersle ilgili tüm duyurular bu alandan yapılacaktır. Bu alanı düzenli olarak takip etmek sizin sorumluluğunuzdur.

Dersin amaçları, kazandıracağı bilgi ve beceriler

Otomatik kontrol sistemlerinin tasarımında mevcut yöntemlerin kavranması. Kararlılık ve performans eksenindeki tasarım ayrıntılarının öğrenilmesi. Laplace ve Fourier dönüşümlerine dayalı analitik yöntemlerin kontrol sistemlerinin tasarımında kullanılması. PID, geçici hal performansı, sürekli hal hataları, kök yer eğrileri ve frekans cevabı konularının öğrenilmesi. Geribeslemeli sistemlerin önemli değişkenlerinin zamanla gelişiminin elde edilmesi, yorumlanması. Bilgisayar destekli modelleme ve simülasyon yeteneklerinin geliştirilmesi.

Dersin Hocası

  • Dr. Coşku Kasnakoğlu
    Ofis: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, oda 165
    Eposta:
    Web: https://kasnakoglu.wordpress.com
    Tel: (312) 292-4259
    Ofis saatleri: Müsait olduğu her zaman

Dersin Asistanları

  • Uygar Güneş  (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )
  • Kemal Çağlar Coşkun (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )
  • Ceren Cömert (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )

Plan

  • Ders saatleri: Pazartesi 10.30–12.20 (Amfi 2), Cuma 10:30–12:20 (B11).
    Dersin yapılacağı sınıf belki değişebilir, değişirse buradan duyurulacaktır.
  • Ara sınav tarihi: 2 Kasım 2019 Cumartesi. Saat: 18.30. Yer: 306, 308, 309, 310.
  • Final sınavı tarihi: İlan edilecek.

Dersin Web Sitesi

Notlandırma

  • Ara sınav notu %50
  • Final notu %50
  • Proje (isteğe bağlı) %25 ekstra
  • Ödevler toplanmayacak ve notlandırılmayacaktır. Ancak sınav soruları büyük ölçüde bunlara dayanacağından iyi not alabilmek için ödevleri çözmeniz şarttır.

Ders Kitapları

  • Ana ders kitabı: Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, 5. Baskı, Prentice Hall, 2009, ISBN: 978-0136156734
  • Yardımcı kaynak (isteğe bağlı): Otomatik Kontrol Sistemleri, Benjamin C. Kuo (çeviren: Atilla Bir), Literatür Yayınları, 1999, ISBN: 9757860948.
  • Yardımcı kaynak (isteğe bağlı): Otomatik Kontrol Sistemleri, Mehmet Önder Efe, Seçkin Yayıncılık, 2012, ISBN: 978-9750219900.

Dersin Konuları

  1. Kontrol mühendisliğine giriş
  2. Dersle ilgili bilinmesi gereken karmaşık analiz, Laplace dönüşümü ve doğrusal cebir kavramlarının hatırlatılması.
  3. Doğrusal diferansiyel denklemler, transfer fonksiyonlarının elde edilmesi, blok diyagramlar.
  4. Transfer fonksiyonlarıyla sistem kararlılığının irdelenmesi
  5. Geribesleme ve kapalı çevrim.
  6. Basit kontrol eylemleri: P, I ve D eylemleri
  7. Kararlılık, Routh kriteri ile kapalı çevrimde kararlılık analizi
  8. Durum uzayı gösterilimi ve kararlılık
  9. Birinci ve ikinci dereceden sistemlerde geçici hal analizi, sürekli hal hataları

ELE301L – Kontrol Sistemleri I Laboratuvarı, 2019–2020/I

  • Laboratuvar saatleri:
    • Şube 1: Pazartesi 14:30–16:20
    • Şube 2: Pazartesi 8:30–10:20
    • Şube 3: Perşembe 16.30–18.20
  • Laboratuvar yeri: Teknoloji Merkezi 1. Kat, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Eğitim Labları
  • Laboratuvar asistanları:
    • Uygar Güneş  (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )
    • Kemal Çağlar Coşkun (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )
    • Ceren Cömert (Ofis: TM 112/B09. Eposta: )
  • Notlandırma:
    • Deney öncesi kısa sınavlar %15
    • Deney performansları %35
    • Deney sonrası raporları %50
  • İlki hazırlık amaçlı olmak üzere toplam beş deney yapılacaktır.
  • Deneyler tahminen dört veya beşinci hafta başlayacaktır.
  • Her deney için deneyin hangi hafta yapılacağı ve yapılması gereken ön hazırlık çalışmaları, deneyden önceki hafta duyurulacaktır.
  • Deneyi süresinde bitirebilmek için deney öncesi hazırlığınızın tam olmasına özen gösteriniz.
  • Deneyler ikişer kişilik gruplar halinde yapılacak, her öğrenci kendi oturumuna kayıtlı bir öğrenci ile grup oluşturabilecektir.
  • Deneylere gelirken mutlaka dizüstü bilgisayarınızı yanınızda bulundurunuz.
  • Deneylere gelirken PSPICE ve MATLAB yazılımların bilgisayarınızda kurulu olması gereklidir. Bu yazılımların doğru çalıştığını kontrol etmek sizin sorumluluğunuzdur.
    • PSPICE öğrenci sürümü indirme sayfası için tıklayın.
    • MATLAB indirme ve kurulum bilgileri için tıklayın.
  • Deneyin yapılmasını takiben bir hafta içerisinde raporlar ilgili asistana teslim edilmelidir. Laboratuvar kapak sayfası ve rapor yazım kılavuzu için tıklayın.
  • Herkes kendi raporunu kendisi yazacaktır, partneriyle beraber yazmayacaktır. Birbirine benzer rapor veren kişiler o rapordan 0 (sıfır) notu alırlar.
  • Bütün laboratuvar raporları 100 üzerinden değerlendirilecek ve web sayfasından sayfadan ilan edilecektir. Laboratuvar dersinin notu bütün laboratuvarlardan alınan notların (rapor + performans + kısa sınav notu) ortalamasına bakılarak verilecektir.
  • Mazeretsiz olarak laboratuvara girmeyen kişiye dersten FF notu verilir.

Deney Föyleri

  • Aşağıda verilen föyler standart deney föyleridir. Fikir vermesi açısından verilmiştir. Bu föyler üzerinde asistanlar tarafından döneme özgü değişiklikler, eklemeler, çıkarmalar yapılabilmektedir.
  • Mutlaka laboratuvarlara girerek bu tür değişikliklerden haberdar olmalısınız. Her dönem küçük de olsa eski dönemlerden farklı bazı değişiklikler olmaktadır.
  • Bu durum, yazacağınız lab raporlarının geçmiş dönemler ile aynı olamayacağı anlamına da gelmektedir. Dolayısıyla geçmiş dönem öğrencilerinden veya bir takım internet sitelerinden lab raporlarını edinerek bunlardan kopyala yapıştır yapmak akıllıca değildir.
  • Öğrencilerimizin %90-95’i layığıyla ve hakkını vererek laboratuvar çalışmalarını gerçekleştirdikleri ve raporlarını yazdıkları için çoğunuz için bu durumun bir etkisi olmayacak, sıfır alma, dersten kalma, disiplin cezası gibi sıkıntılar yaşanmayacaktır.

Deney 0. Laboratuvar ve deney aletlerinin tanıtılması, genel bilgiler

  • Deney 0 kapsamında laboratuvar ortamı ve deneylerde kullanılacak aletler öğrencilere tanıtılacak, deneylerin işleyişi ve öğrencilerden beklentiler hakkında genel bilgiler verilecektir.
  • Diğer deneyler gibi bu deneye de katılım zorunludur; yoklama alınacak ve nota etki edecektir.
  • Deneyden önce bilgisayarlarınızda MATLAB ve PSPICE kurulmuş olması gerekmektedir. Deneyden önce laboratuvar asistanlarından bu konuda yardım alabilirsiniz ancak deney sırasında program kurulumu yapılmayacaktır.

Deney 1. Dinamik sistemlerin simülasyonu ve Aç-Kapa kontrolcüsü

  • Deney 1 iki kısımdan oluşmaktadır.
  • Bu deneye gelmeden önce PSpice ve Matlab/Simulink benzetim yetenekleri geliştirilmelidir.
  • Deney 1A kısmı için buraya tıklayarak ilgili çalışmaları hazırlayınız. Deney başlamadan bu kısmı teslim ediniz.
  • Deney 1B kısmı laboratuvarda gerçeklenecektir.
  • Deney 1B kısmında RC Devresinin aç-kapa (on-off) kontrolü yapılacaktır.
  • Deney 1B kısmının föyleri için buraya tıklayın.
  • Deneyin konusu aşağıda verilmiştir:
    • İki kapılı RC devresinin PSpice ortamında benzetimlerinin yapılması
    • Sistemin transfer fonksiyonunun bulunması ve Matlab ortamında benzetimlerinin yapılması
    • uA741 Opamp’ları kullanarak RC devresinin çıkış portunu belli bir düzeyde tutabilmek için aç-kapa (on-off) tipinde bir kontrolörün uygulanması

Deney 2. Oransal, Türevsel ve İntegral (PID) Kontrol Elemanlarının İncelenmesi

  • Bu deney kapsamında oransal, türevsel ve integral kontrolörlerin çalışma prensiplerinin incelenmesi, sisteme etkilerinin ayrı ayrı ve bir bütün halinde osiloskop yardımıyla gözlenmesi çalışmaları gerçekleştirilecektir.
  • Deney föyüne ulaşmak için tıklayın.

Deney 3. Oransal, Türevsel ve İntegral (PID) Kontrol Elemanlarının İncelenmesi 2

  • Bu deneyde, daha önceki deneylerde incelenmiş olan Oransal, Türevsel ve İntegral (PID) kontrolörlerin sistemdeki hataya karşı davranışları, geçici durumdaki ve sürekli durumdaki etkilerinin gözlenmesi çalışmaları gerçekleştirilecektir.
  • Deney ile ilgili ön çalışmaya ulaşmak için tıklayın.
  • Deney föyüne ulaşmak için tıklayın.

Deney 4. DC Motor Transfer Fonksiyonu ve Parametrelerinin Elde Edilmesi

  • Bu deneyde DC motordan alınan test verisi kullanılarak motorun transfer fonksiyonunun ve parametrelerinin elde edilmesi çalışmaları gerçekleştirilecektir.
  • Deney ile ilgili ön çalışmaya ulaşmak için tıklayın.
  • Deney föyüne ulaşmak için tıklayın. (Eski MATLAB versiyonlarında bazı farklılıklar vardı, gerekirse buradan eski föye ulaşabilirsiniz.)

Son Güncelleme: 9 Kasım 2019