ELE301 – Kontrol Sistemleri I, 2022–2023/I

Duyurular (yeniden eskiye)

  • Final notlarına ulaşmak için tıklayın. Kağıtlarını görmek isteyen öğrenciler 21 Aralık 2022 Çarşamba günü saat 14.00’te odama (139) gelebilirler.
  • Hatırlatma: Final sınavı 15 Aralık 2022 Perşembe günü saat 14.50‘de ST02’de (Sosyal Tesisler 2) yapılacaktır. Finalde dönem başından kök yer eğrisinin sonuna kadar sorumlusunuz (faz ilerletici kontrolcüler ve sonrası dahil değil) ancak ara sınav sonrası konular ağırlıklıdır. Sınavda hesap makinesi kullanmak serbest olup, diğer her türlü elektronik aletin kullanımı yasaktır. İyi çalışmalar ve finallerinizde başarılar dilerim…
  • Ödev 6: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Chapter 6 için Example Problems kısmından A-6-1, A-6-2, A-6-3, A-6-4, A-6-5, A-6-6, A-6-7, A-6-14, A-6-15, A-6-16,  A-6-19, A-6-20 ve Problems kısmından B-6-1, B-6-2, B-6-6, B-6-7, B-6-8, B-6-14, B-6-15, B-6-16, B-6-17, B-6-18, B-6-19, B-6-20, B-6-22, B-6-23. (Chapter 6’da derste işlemediğimiz konular olabilir, sadece işlediğimiz kısımlarla ilgili olanları yapınız.)
  • 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.
  • 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.
  • Son zamanlarda proje için dört veya beş kişilik grup kurma talepleri ile ilgili bazı epostalar aldık, bunlara maalesef olumlu dönüş yapamıyoruz, adil bir durum olmayacaktır. Dönem başında proje dokümanında ilan edilmiş olduğu üzere gruplar iki veya üç kişilik olabilir. Tek kaldıklarını ve grup bulamadıklarını ileten kişiler de var. Proje dönem başında ilan edildiğinden çoğu grup iki ay önce bir araya gelip projeye başladığı için bu da olağan bir durumdur. Herkesin gruplarını dönem başında oluşturarak çalışmaya başlamış olması bu sıkıntının yaşanmaması açısından yerinde olurdu. Yine de dersin asistanı sizlere yardımcı olmak için bu tür kişileri bir araya getirmeye çalışacak. Eğer tek kaldıysanız, veya iki kişilik grubunuza bir kişi daha almak istiyorsanız lütfen dersin asistanına eposta gönderiniz, dersin hocasına da bu epostayı kopyalayınız.
  • Ara sınav notlarına ulaşmak için tıklayın. Kağıtlarını görmek isteyen öğrenciler 17 Kasım 2022 Perşembe günü ders sonrası (14.20’de) odama (139) gelebilirler.
  • 15 Kasım 2022 Salı günü ders yapılmayacaktır.
  • 1 Kasım 2022 Salı günü ders yapılmayacaktır.
  • 31 Ekim 2022 Pazartesi ile başlayan hafta laboratuvar deneyi yapılmayacaktır. Bir sonraki hafta (7 Kasım haftası) deneylere devam edilecektir. Raporlarınızı da yine o hafta (7 Kasım haftası) teslim edebilirsiniz.
  • Hatırlatma: Ara sınav 1 Kasım 2022 Salı günü saat 18:30’da 204, 205 ve 206’da yapılacaktır. Ara sınav konuları Birinci Dereceden Sistemlerin Geçici Hal Analizi’nin sonuna kadardır. (İkinci Dereceden Sistemlerin Geçici Hal Analizi dahil değil.) Sınavda kitapta sayfa 863, 864, 865’teki Laplace dönüşümü ve özellikleri tablolarını aynen vereceğiz, 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 isteyebiliriz. 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 dileriz…
  • Ödev 3: Ders kitabı (Ogata 5. baskı) Appendix B için Example B-1, B-2, B-3, B-4, B-5.
  • 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
  • Laboratuvarlarla ilgili olarak asistanınız Artun Sel’in web sitesindeki lab sayfasını takip ediniz, ilgili duyurular oradan yapılacaktır. Ön çalışma ve deney föylerinin bu dönem kullanılacak olacak olan güncel hallerine de yine oradan ulaşabilirsiniz.
  • Ders programında laboratuvar deneyleri için yer olarak TM (Teknoloji Merkezi) 118 yazmaktadır fakat TM 117’de yapılmasının uygun olacağı ortaya çıktığından laboratuvarlar TM 118’de değil TM 117’de yapılacaktır.
  • 10 Ekim 2022 haftası Deney 0 ile laboratuvarlar başlayacaktır. Lablar Teknoloji Merkezi (TM) 117’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.
  • Dersin projesine ulaşmak için tıklayın. Son teslim tarihi: 18 Aralık 2022
  • 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
  • Laboratuvarlar için ön çalışmalar ve raporlarda PSPICE ve MATLAB kullanılacaktır. En geç dördüncü hafta bunları bilgisayarlarınıza kurmuş olmalısınız.
    • PSPICE öğrenci sürümünü indirmek için tıklayın. (Link çalışmıyorsa PSPICE 9.1 Student Version şeklinde internette arayarak alternatif indirme siteleri bulabilirsiniz.)
    • MATLAB indirme ve kurulum bilgileri için tıklayın.
  • Laboratuvar deneyleri (ELE301L) dört ya da beşinci hafta başlayacak olup, tam zamanı daha sonra buradan duyurulacaktır.
  • Ders videolarının olduğu oynatma listesine ulaşmak için tıklayın.
  • 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 139
    Eposta:
    Web: https://kasnakoglu.wordpress.com
    Tel: (312) 292-4259
    Ofis saatleri: Müsait olduğu her zaman

Dersin Asistanları

  • Mehmet Karahan:

Plan

  • Ders saatleri: Salı 10:30–12:20 (B07), Perşembe 12:30–14:20 (B07).
    Dersin yapılacağı sınıf belki değişebilir, değişirse buradan duyurulacaktır.
  • Ara sınav tarihi: 1 Kasım 2022 Salı. Saat 18.30. Yer: 204, 205, 206 nolu sınıflar
  • Final sınavı tarihi: 15 Aralık 2022 Perşembe. Saat 14:50. Yer: ST02 (Sosyal Tesisler 02)

Dersin Web Sitesi

Notlandırma

  • Ara sınav notu %50
  • Final notu %50
  • Proje (isteğe bağlı) %20 ekstra (Üçüncü hafta civarı açıklanacak)
  • 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. Birinci ve ikinci dereceden sistemlerde geçici hal analizi, sürekli hal hataları
  9. Kök yer eğrileri, kök yer eğrilerine dayalı tasarım, faz ilerletici ve faz geriletici kontrolörler
  • Ders videolarının olduğu oynatma listesine ulaşmak için tıklayın.

ELE301L – Kontrol Sistemleri I Laboratuvarı, 2022–2023/I

  • Laboratuvar saatleri:
    • Şube 1: Perşembe 8:30–10:20
    • Şube 2: Cuma 10:30–12:20
    • Şube 3: Perşembe 10:30–12:20
  • Laboratuvar yeri: Teknoloji Merkezi 1. Kat, TM 117 nolu lab
  • Laboratuvar asistanları:
  • 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. Tam tarih sayfanın en üstündeki Duyurular kısmından ilan edilecektir.
  • 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 indirmek için tıklayın. (Link çalışmıyorsa PSPICE 9.1 Student Version şeklinde internette arayarak alternatif indirme siteleri bulabilirsiniz.)
    • 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.
  • Mazeretsiz olarak laboratuvara girmeyen kişiye dersten FF notu verilir.

Örnek Deney Föyleri

  • Aşağıda verilen föyler standart deney föyleridir. Fikir vermesi ve örnek olması açısından verilmiştir. Bu föyler üzerinde asistanlar tarafından döneme özgü değişiklikler, eklemeler, çıkarmalar yapılabilmektedir.
  • Mutlaka laboratuvarlara girerek bu tür değişikliklerden haberdar olmalısınız. Her dönem eski dönemlere göre bazı farklılıklar olmaktadır. Asistanlar bunları size labda sözlü olarak duyurabilir, eposta atabilir veya kendi web sitelerini düzenli takip ederek bilgi sahibi olmanızı isteyebilir.
  • 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: 20 Aralık 2022