İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı

Course Name

ADVANCED SYSTEM DYNAMICS AND CONTROL

ADVANCED SYSTEM DYNAMICS AND CONTROL

Kodu (Code)

Yarıyılı (Semester)

Kredisi (Local Credits)

AKTS Kredisi (ECTS Credits)

Güz 3+0+0 (Fall) Bölüm / Program Makina Mühendisliği / Sistem Dinamiği & Kontrol (Department/Program) Mechanical Engineering / System Dynamics & Control MAK 662 E

Seçimli (Elective)

Dersin Türü (Course Type) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası

Maddeler halinde 2-5 adet

1. 2.

3. 4.

(Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet

İngilizce (English)

Open and Closed Loop Compensation, Feed forward and Feedback Control, Compensation and Control System Design using Root Locus Methods, Compensation and Control System Design using Frequency Response methods, Basic Compensation and Control Design Methods for Multivariable Systems, Relations and interactions between time and frequency domain analysis and design methods

(Course Objectives)

Dersin Öğrenme Çıktıları

YL (M.Sc.)

Açık ve Kapalı Çevrim Kompansasyon, İleri Beslemeli ve Geri Beslemeli Kontrol, Köklerin Geometrik Yeri Yöntemleri ile Kompansasyon ve Kontrol Sistemi Tasarımı, Frekans Cevabı Yöntemleri ile Kompansasyon ve Kontrol Sistemi Tasarımı, Çok Giriş – Çok Çıkışlı Sistemlerde Temel Kompansasyon ve Kontrol Tasarımı, Zaman ve Frekans cevabı analiz ve tasarım yöntemleri arasındaki ilişkiler, etkileşimler .

1234-

Dersin Amacı

Dersin Dili (Course Language)

Ders Türü (Course Type)

Tek Giriş – Tek Çıkışlı sistemlerin zaman ve frekans cevaplarının analizi hakkında ayrıntılı bilgi Tek Giriş – Tek Çıkışlı Kontrol Sistemlerinin zaman ve frekans alanlarında ileri tasarım yöntemleri Çok Giriş – Çok Çıkışlı Sistemlerin temel dinamik davranış analizi Çok Giriş – Çok Çıkışlı Kontrol Sistemlerinin durum uzayında temel tasarım yöntemleri, zaman ve frekans cevapları arasındaki ilişki ve etkileşimler, durum uzayında başarım analizi In depth knowledge of time domain and frequency domain analysis of single input – single output (SISO) systems. Advanced design methods of SISO control systems in time and frequency domain. Basic knowledge on the analysis of multiple input – multiple output (MIMO) system dynamics Basic design methods of MIMO control systems based on state-space methods, time and frequency domain interactions and performance analysis in state space

i- Açık – Kapalı çevrim Kompansasyon ve Kontrol ii- Köklerin Geometrik yeri yöntemlerinin temelleri, Kompansasyon ve Kontrol Tasarımı iii- Frekans Cevabı Yöntemlerinin temelleri, Kompansasyon ve Kontrol Tasarımı iv- Çok Giriş – Çok çıkışlı sistemlerin dinamik davranış analizi v- Çok Giriş – Çok Çıkışlı sistemlerde zaman cevabına göre Kompansasyon ve Kontrol tasarımı vi- Çok giriş – Çok Çıkışlı sistemlerde frekans cevabına göre Kompansasyon ve Kontrol Tasarımı vii- Uygulama örnekleri, benzetimle inceleme ve başarım analizi i- Open and closed loop compensation and control ii- Fundamentals of Root Locus methods, compensator and controller design iii- Fundamentals of Frequency Response methods, compensator and controller design iv- Dynamic reponse analysis of Multi Input – Multi Output (MIMO) Systems v- Time domain compensation and control design of MIMO systems vi- Frequency domain compensation and control design of MIMO systems vii- Application examples, simulation based investigation and performance analysis

Diğer Kaynaklar (References) Maddeler halinde en çok 5 adet

Ödevler ve Projeler (Homework & Projects)

Laboratuar Uygulamaları

1. Modern Control Engineering. K. Ogata, Prentice Hall, 2002. 2. Linear Control System Analysis and Design. D'Azzo, Houpis, McGraw-Hill, 2003 3. Automatic Control Engineering. Raven, McGraw-Hill, V, 1995 4. Dorf, Bishop, "Modern Control Systems", Addison-Wesley, 2005 5. State Variables for Engineers. DeRusso, Roy, Close, J.Wiley&Sons, Inc., 1998 üç (3) ödev, bir(1) dönem projesi three (3) homeworks, one(1) term project Laboratuardaki işler sistemler üzerinden inceleme

(Laboratory Work) Observations on systems existing in the lab

Bilgisayar Kullanımı (Computer Use)

Öğrenciler ödev ve projelerinde benzetim için Matlab ve Simulink kullanacaklardır. Students will use Matlab and Simulink for simulation purposes in their homeworks and term project

Diğer Uygulamalar (Other Activities)

Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria)

Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam)

Adedi* (Quantity) 2

Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) % 30 (30 %)

3

% 10 (10 %)

1

% 20 (20 %)

1

% 40 (40 %)

DERS PLANI Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Konular Kontrollü sistemlerin yapılarının, modelleme ve benzetim yöntemlerinin tekrarı Açık ve Kapalı çevrim Kompansasyon, İleri Beslemeli ve Geri Beslemeli Kontrol Köklerin Geometrik Yeri Yöntemlerinin Temelleri Köklerin Geometrik Yeri Yöntemleri ile Kompansasyon ve Kontrol Sistemi Tasarımı Tasarım Örnekleri ve Başarım irdelemesi Frekans Cevabı Yöntemlerinin Temelleri Frekans Cevabı Yöntemleri ile Kompansasyon ve Kontrol Sistemi Tasarımı Tasarım Örnekleri ve Başarım irdelemesi Durum değişkenleri ve Durum Uzayında Sistem Analizi Durum değişkenleri ve Durum Uzayında Sistem Analizi Çok Giriş – Çok Çıkışlı Sistemlerde Kompansasyon ve Kontrol Çok Giriş – Çok Çıkışlı Sistemlerde Temel Kompansasyon ve Kontrol Tasarımı Zaman ve Frekans cevabı analiz ve tasarım yöntemleri arasındaki ilişkiler, etkileşimler Zaman ve Frekans cevabı analiz ve tasarım yöntemleri arasındaki ilişkiler, etkileşimler

Dersin Çıktıları i i ii ii ii iii iii iii i, ii, iii iv i, ii, iii, v i, ii, iii, vi iv, v, vi vii

COURSE PLAN Weeks 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Topics Review of Controlled System Structures, Modeling and Simulation Open and Closed Loop Compensation; Feed forward and Feedback Control Fundamentals of Root Locus method Compensation and Control System Design using Root Locus Methods Design examples and performance analysis Fundamentals of Frequency Response Compensation and Control System Design using frequency response methods Design examples and performance analysis State Variables and System Analysis in State Space State Variables and System Analysis in State Space Compensation and Control for Multivariable Systems Basic Compensation and Control Design Methods for Multivariable Systems Relations and interactions between time and frequency domain analysis and design methods Relations and interactions between time and frequency domain analysis and design methods

Course Outcomes i i ii ii ii iii iii iii i, ii, iii iv i, ii, iii, v i, ii, iii, vi iv, v, vi vii

Dersin Sistem Dinamiği ve Kontrol Programıyla İlişkisi Katkı Seviyesi 1 2 3

i. ii. iii. iv. v.

vi. vii.

viii. ix. x.

xi. xii.

Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme ve farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). Alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme ve uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme, sorumluluk alarak çözüm üretebilme ve alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla X değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme ve sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme ve alanı ile ilgili konularda strateji, X politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, X disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik).

1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam

X X X X

X

X

X X

X

Relationship between the Course and System Dynamics and Control Program Level of Contribution 1 2 3

Program Outcomes Developing and intensifying knowledge in the related program’s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one’s area (knowledge). iii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area and interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). iv. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). v. The ability to carry out a specialistic study related to one’s area independently and Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one’s area, coming up with solutions while taking responsibility and fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area (Competence to work independently and take responsibility). vi. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one’s own learning process (Learning Competence). vii. Systematically transferring the current developments in the area and one’s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms and ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary (Communication and Social Competency). viii. Proficiency in a foreign language –at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). ix. Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency). x. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others and Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). xi. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). xii. In the programs with thesis, the ability to present one’s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). i.

X X X X

X

X

X

X X

X

X

1: Little, 2. Partial, 3. Full

Düzenleyen (Prepared by)

Tarih (Date)

Prof. Dr. Ahmet KUZUCU

17.08.2011

İmza (Signature)

X