Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

MKM 311 Sistem Dinamiği ve Kontrol Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "MKM 311 Sistem Dinamiği ve Kontrol Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği."— Sunum transkripti:

1 MKM 311 Sistem Dinamiği ve Kontrol Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

2 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Dersin AdıDersin Kodu Dersin Yarıyılı Dersin Kredisi Ders3 Uygulama0 Sistem Dinamiği ve Kontrol MKM 31153AKTS5 Dersin DiliTürkçe Dersin TürüZorunlu Dersin Ön Koşulu Yok Dersi Verenler Prof.Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki Dersin AmacıSistem Dinamiği ve Otomatik Kontrol temel kavramlarının öğretilmesi Dersin İçeriği Giriş, Laplace Dönüşümleri, Sistem Dinamiği, Transfer Fonksiyonu, Matematik Modeller, Geçici Rejim Cevabı, Kontrol Elemanları, Kapalı Çevrimli Kontrol, Kararlılık, Frekans Cevabı Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

3 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Dersin Öğrenme Çıktıları 1.Laplace dönüşümlerini kullanarak diferansiyel denklemleri çözer 2.Çeşitli fiziksel sistemlerin matematik modellerini çıkarır 3.Bir fiziksel sistemin transfer fonksiyonunu oluşturur 4.Bir kontrol sisteminin blok diyagramını oluşturarak çözümler 5.Geçici rejim cevabını yorumlar 6.Sürekli rejim cevabını yorumlar 7.Kontrol organlarının çalışma prensiplerini bilir 8.Kararlılık kriterlerini kullanarak kontrol sisteminin kararlılığını yorumlar 9.Frekans cevabına göre sistemin davranışını yorumlar Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

4 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü KAYNAKLAR Ders Notu (Ders Kitabı) Nimet Özdaş, Talha Dinibütün, Ahmet Kuzucu, Otomatik Kontrol Temelleri, Birsen Yayınevi, İstanbul, Yararlanılacak Diğer Kaynaklar 1.Benjamin C. Kuo, Çeviren: Prof. Dr. Atilla BİR, Otomatik Kontrol Sistemleri. 2.İbrahim Yüksel, Otomatik Kontrol, Sistem Dinamiği ve Denetim Sistemleri, 7. Baskı, Nobel Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, Prentice-Hall International Editions. 4.İbrahim Yüksel, Mesut Şengirgin, Gürsel Şefkat, Çözümlü Otomatik Kontrol Problemleri, Sistem Dinamiği ve Denetim Sistemleri, Vipaş, Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

5 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü DERSİN DEĞERLENDİRME SİSTEMİ YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARISAYISIKATKI YÜZDESİ Ara Sınav170 Kısa Sınav220 Ödev110 Toplam100 Yıliçinin Başarıya Oranı50 Finalin Başarıya Oranı50 Toplam100 Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

6 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü DERS AKIŞI HaftaKonular 1.HaftaDersin tanıtımı, içeriği ve yararlanılacak kaynaklar. Kontrol sistemlerine giriş, temel kavramlar ve örnekler. 2.HaftaLaplace dönüşümleri ve özellikleri, Sık kullanılan foksiyonlar ve Laplace dönüşümleri. 3. HaftaTers Laplace dönüşümü, Karmaşık sayılı köklerde Laplace dönüşümü, Lineer diferansiyel denklemlerin Laplace ile çözümü, Lineerleştirme. 4. HaftaMatematiksel model ve sistem dinamiğine giriş, Transfer fonksiyonunun tanımı, Blok diyagramlar, temel elemanları ve indirgenmesi, 5. HaftaÇok girişli blok diyagramı indirgeme (Bozucu girişten doğan transfer fonk.), Blok diyagramlar yoluyla transfer fonksiyonunun elde edilmesi ve örnekler. 6. HaftaDurum denklemleri gösterimi ve örnekler, Elektriksel sistemlerin matematik modellerinin (transfer fonk.) elde edilmesi. 7. HaftaMekanik sistemlerin matematik modellerinin (transfer fonk.) elde edilmesi, Akışkan sistemlerin matematik modellerinin (transfer fonk.) elde edilmesi. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

7 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü DERS AKIŞI HaftaKonular 8. HaftaSistemlerin Geçici Durum davranışı ve ilgili parametreleri, Kalıcı Durum davranışı ve kalıcı durum hatası. 9. HaftaVize (Ara Sınav) 10. HaftaKontrol elemanları (Kontrolör) ve tipleri, kontrol etkisi, PID kontrol, etkileri, temel özellikleri, ayarı. 11. HaftaUygulamalar (Sistem davranışı, PID kontrol) 12. HaftaSistemlerinin kararlılığı ve Routh Ölçütü, Geri beslemeli sistemlerde kararlılık uygulaması ve örnekler. 13. HaftaSistemlerin Frekans Cevabı 14. HaftaUygulamalar, Genel tekrar. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

8 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Teknolojide Meydana Gelen Gelişmeler Kas Gücü, Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

9 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Makinalaşma Çağı, Teknolojide Meydana Gelen Gelişmeler Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

10 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Otomasyon Çağı, Teknolojide Meydana Gelen Gelişmeler Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

11 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri Doğada Mevcut Kontrol Sistemleri Teknolojik Kontrol Sistemleri Karma Kontrol Sistemleri Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

12 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi Otomatik kontrolün tarihi M.Ö. 300 yılları dönemine kadar gitmektedir. En eski uygulamalar su saatlerindeki debi kontrolü ile ilgilidir. Amaç saat kabındaki suyun değişimini bir valf – şamandıra kombinasyonu ile sabit tutmaktır. Su girişi Su akışı Şaman- dıra Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

13 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi Gerçek anlamda bilinen ilk otomatik kontrol, I. Polzunov tarafından Rusya’da 1765 yılında su tanklarının su seviyesini kontrol ederek tankın dolması durumunda suyun geldiği vanayı otomatik olarak kapatmak için yüzer düzenleyici geliştirilmiştir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

14 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi Endüstride kullanılan ilk geri beslemeli kontrol ise James Watt tarafından 1769 yılında geliştirilen toplu hız düzenleyicisidir (regülatör). Bu aygıt buhar makinesine buhar akışını ayarlayarak, yük değişimlerine rağmen buhar makinesinin sabit bir hızla çalışmasını sağlıyordu.. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

15 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

16 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi 1800, Eli Whitney, Seri üretimin başlangıcı geliştirildi. 1868, J.C. Maxwell, buhar makinesinin düzenleyicisi için matematiksel modeli çıkarıldı. 1913, Henry Ford, otomobil üretimi için montaj makinesini geliştirdi. 1927, H. W. Bode, geri beslemeli yükselteçlerin analizi geliştirildi. 1932, H. Nyquist, sistemlerin kararlılığının analizi için yöntem geliştirildi. 1952, MIT, makine aracıyla eksen kontrolü için nümerik kontrolü (NC) geliştirildi. 1954, George Devol, “programlanmış eşya taşıma” ilk endüstriyel robot tasarımı olarak sayıldı. 1960, Unimate, Devol tasarım temelli ilk robotu geliştirildi. 1970, En iyi şekilde kontrol için durum değişkeni modeli geliştirildi. 1980, Dayanıklı kontrol sistem tasarımına yaygın olarak çalışıldı. 1990, İhraç yönelimli üretim yapan şirketler otomasyona ağırlık verdi. 1994, Geri beslemeli kontrol otomobillerde yaygın olarak kullanıldı. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

17 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Kelime olarak ayarlamak, düzenlemek anlamına gelir. Tanım olarak; sistemleri istenen belirli bir duruma-amaca yönlendirmek için sisteme ait bir değişkenin veya değişkenlerin istenen değerler etrafında tutulmasını sağlayan işlemler bütünüdür. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

18 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Otomatik Kontrol Herhangi bir sistemde kontrol işlemlerinin insan müdahalesi olmaksızın bir amaca yönelmesine otomatik kontrol denir. Bunun için amacın ve sistemden istenen davranışın önceden tanımlanması gerekir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

19 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Sistem Belirli bir amacı sağlayan ve bütün bir birim olarak hareket etmek üzere birleştirilen etkileşimli ya da ilişkili elemanlar kümesidir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

20 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Sistem Bir sistemin girişleri değişirse sistem nasıl davranır; yani çıkışlar nasıl değişir? Çıkışın özelliklerini iyileştirmek için sistem üzerinde ne gibi değişiklikler yapılabilir? Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

21 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Sistem Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

22 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Sistem Elektrik motorunu bir sistem yaklaşımı ile inceleyecek olursak; Elektrik Motoru Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

23 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemi Bir sistemin genel olarak davranışını ve çıkışlarını, bozucu değişkenlerin etkisine rağmen, istenen değerlere yöneltmek için, gerekli kontrol işlemlerini gerçekleştirmek üzere o sistemin etrafında kurulan yeni sistemdir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

24 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemi Kontrol amaçlarının sağlanması için kontrol sistemi tarafından gerçekleştirilmesi gereken işlemler: Sistem Davranışının Gözlenmesi (Ölçme) Sistem Davranışının Değerlendirilmesi ve Kumandanın Belirlenmesi Kontrol Çevrimi Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

25 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemi Kontrol çevriminin temel elemanları: Ölçme Elemanı Kontrol Elemanı Kumanda Elemanı Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

26 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemlerini Sınıflandırma Kontrol sistemleri, çalışma şekline göre temelde iki ana grupta sınıflandırılabilir. 1- Açık Çevrimli Kontrol Sistemleri 2- Kapalı Çevrimli Kontrol Sistemleri Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

27 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Açık Çevrimli Kontrol Kontrol işlemi üzerinde, sistem çıkışının herhangi bir etkisinin bulunmadığı sistemlere açık çevrimli kontrol denir. Kontrol Elemanı Kontrol Girişi Kumanda Elemanı Sistem Kontrol Edilen Ç ıkış Bozucu B ü y ü kl ü k Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

28 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Açık Çevrimli Kontrol Sistemin çıkışı istenen değer ile karşılaştırılmaz. Dolayısıyla kontrol sisteminin hassasiyeti kontrol elemanlarının kalibrasyonuna bağlı olmaktadır. Sisteme herhangi bir bozucu etki ettiğinde beklenen performans sağlanamaz. Zamana göre çalışan bir kontrol sistemi açık çevrimlidir. Örneğin tost makinası, çamaşır makinası, trafik sinyalizasyonu. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

29 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Açık Çevrim Oda Sıcaklık Kontrolü Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

30 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Açık Çevrim Oda Sıcaklık Kontrolü Referans olarak dış ortamın sıcaklığı alındığı için içerinin sıcaklığı hakkında herhangi bir bilgi sahibi olunmamaktadır. Dolayısı ile içeride bir pencere veya kapının açılması kontrol ünitesine bildirilmez ve oda sıcaklığı istenen değerden sapar. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

31 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kapalı Çevrimli Kontrol Kontrol işleminin ve kumandanın, sistemin çıkışlarındaki değişimlerden doğrudan etkilendiği kontrol yöntemidir. Kontrol edilen sistem çıkışı ölçülür ve referans giriş ile karşılaştırılarak aradaki hataya göre kontrol elemanı yeni bir sinyal üretir. Bu sayede sistem çıkışının referans değere yakınsaması sağlanır. Kontrol Elemanı Referans Giriş Kumanda Elemanı Sistem Ölçülen Değer Bozucu B ü y ü kl ü k Karşılaştırma Elemanı Ölçme Elemanı Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

32 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kapalı Çevrimli Kontrol Örneğin basit bir hidrolik sistemin kapalı çevrim kontrolü: Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

33 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kapalı Çevrim Oda Sıcaklık Kontrolü Örnekte gösterilen w referans değeridir. Odanın sıcaklığı referans sıcaklığına gelene kadar oda ısıtılır. Kontrol elemanı referans değeri baz aldığından dış etkilerden neredeyse bağımsız bir sistem oluşturulabilir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

34 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kapalı Çevrim Oda Sıcaklık Kontrolü Bozucu Etki; pencerenin açılması gibi bir bozucu sisteme etki ederse, oda sıcaklığı başlangıçta düşer. Ancak oda sıcaklığı sürekli ölçülerek geri beslendiği için kontrol elemanı gerekli önlemi alır. Referans ile gerçek değer arasındaki sıcaklık farkını kapatmak için pozitif yönde vanayı açar (Sıcaklığı yükseltmek için). Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

35 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kapalı Çevrim Oda Sıcaklık Kontrolü Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

36 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemi Elemanları ve Değişkenleri Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

37 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemi Elemanları ve Değişkenleri 1.Referans değeri, istenen değer? 1.İstenen sıcaklık 2.Kontrol edilen değişken (ölçülen değer)? 2.Ölçülen sıcaklık 3.Karşılaştırma elemanı? 3.İnsan (manuel), kontrol el.(oto.) 4.Hata sinyali? 4.İstenen ve ölçülen sıcaklık farkı 5.Kontrol elemanı veya kontrolör? 5.İnsan (manuel), kontrol el.(oto.) 6.Kumanda elemanı (aktüatör)? 6.Valf-kas gücü(manuel), valf (oto) 7.Kontrol edilen sistem? 7.Tanktaki su sıcaklığı 8.Ölçme elemanı? 8.Sıcaklık ölçer 9.Kontrol türü veya konusu? 9.Su sıcaklık kontrolü (kapalı çev.) Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

38 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü İyi Bir Kontrol Sisteminden Beklenen Çalışma Kararlı Çalışma: Sistemin çıkış değerinin sınırlı aralıklarda tutulması. Sistemde meydana gelen herhangi bir bozucu etkiden sonra bile çıkış değerinin kalıcı durum değerine veya referans değerine kararlı bir geçiş durumu ile erişmesi istenir. Bir kontrol sisteminin kararlılığı sistemin kendi yapısına bağlı olup referans girişinden ve bozucu girişlerden bağımsızdır. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

39 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü İyi Bir Kontrol Sisteminden Beklenen Çalışma Hızlı Cevap: Kontrol sisteminin uyarılara hızlı cevap vermesi istenir. Sistemin çıkışının istenen değere (referansa) gelmesi anına kadar olan davranışı geçici durumdur. Bu durumun kısa sürmesi yani kalıcı duruma en kısa sürede erişmesi kontrol sisteminin iyi çalıştığını gösterir. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki

40 Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü İyi Bir Kontrol Sisteminden Beklenen Çalışma Hassasiyet: Kontrol sisteminde kalıcı durum çalışmasında hataların sıfır veya müsaade edilebilir değerlerde tutulması istenir. Hata değeri sıfıra ne kadar yakın olursa hassasiyet o kadar yüksek olur. Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki


"MKM 311 Sistem Dinamiği ve Kontrol Prof. Dr. Recep Kozan Yrd.Doç.Dr. Aysun Eğrisöğüt Tiryaki Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları