Ders Detayı
Ders Tanımı
| Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| SİSTEM MODELLEME VE KONTROL | - | Güz Dönemi | 3+0 | 3 | 6 |
| Ders Programı |
| Ön Koşul Dersleri | |
| Önerilen Seçmeli Dersler |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Dr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU |
| Dersi Verenler | Dr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı | Bu dersin sonunda, başarılı bir öğrenci verilen bir sistemin matematiksel modellemesini türetebilir. Öğrenciler: -Matematiksel modelleme yapabilir, Matematiksel model ile dinamik bir sistemin statik, dinamik ve frekans karateristiklerini analiz edebilir. -Çeşitli girdilere dayalı olarak sistem cevabını üretebilir. -Sistemi zaman bölgesinde inceler. -Sistemi frekans bölgesinde inceler. -MATLAB/SIMULINK yoluyla dinamik sistem benzetimi yapmayı öğrenir. -Kapalı çevrim bir sistemin modelleme, tasarım ve uygulamasını yapar. -Temek kontrol metotlarını ve sınırlarını tahlil eder. |
| Dersin İçeriği | Bu ders; Sistem dinamiğine giriş,Dinamik Sistemlerin Matematiksel Modellemesi, Analizi ve Tasarımı, Laplace Dönüşümü (Ters Laplace Dönüşümü, LTI Diferansiyel Denklemlerin Çözümü, Örnek Problemler ve Çözümleri),Mekanik sistemlerin matematiksel modellemesi,Elektriksel ve elektromekanik sistemlerin modellemesi, Sistem analojileri, Op-Amp'ların matematiksel modellemesi ,Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri),Zaman Alanı Analizleri: Dinamik Sistemlerin (Birinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, İkinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi),Yüksek Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Durum Denkleminin Çözümü, Kontrol Sistemlerinin Zaman Alanı Analizi ve Tasarımı (Bloklama Diyagramları ve Basitleştirilmeleri, Kararlılık Analizi),Kök-Çizgesi Analizi, MATLAB aracılığıyla Kök-Çizgesi Grafiklerinin analizi, PID Kontrol Cihazları,Frekans bölgesinde dinamik sistemlerin analizi ,Bode diyagramı ile frekans cevabının ifade edilmesi,Kontrol sistemlerinin frekans bölgesinde tasarımı,Dinamik Sistemlerin Modellemesi İçin Durum-Uzay Yaklaşımı (MATLAB ile Durum-Uzay Formundaki Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Giriş Türevleri İle Durum-Uzay Modelleme, Matematik Modellerin MATLAB ile Dönüşümü),Durum-Uzay yöntemiyle sunulan sistemlerin denge analizleri; konularını içermektedir. |
| Dersin Öğrenme Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
| Diferansiyel denklemler veya transfer fonksiyonları kullanarak dinamik sistemlerin matematiksel modelini türetir. | 21 | A, E |
| İlk ve ikinci dereceden sistemler için geçici yanıt analizi de dahil olmak üzere dinamik sistemleri zaman alanında analiz eder. | 21 | A, D |
| Dinamik sistemlerin hem zaman hem de frekans alanında kararlılık analizini yapar. | 21 | A, E |
| Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri) | 21 | A, E |
| Dinamik sistemleri modellemede durum-uzay yaklaşımına dayanarak matematiksel modellerin dönüşümünü uygular. | 21 | A, E |
| MATLAB kullanarak sistem modelleme, analiz ve tasarım, kontrol stratejilerinin uygular. | 21 | E |
| Öğretim Yöntemleri: | 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği |
| Ölçme Yöntemleri: | A: Klasik Yazılı Sınav, D: Sözlü Sınav, E: Ödev |
Ders Akışı
| Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Sistem dinamiğine giriş | Ders sunuları |
| 2 | Dinamik Sistemlerin Matematiksel Modellemesi, Analizi ve Tasarımı, Laplace Dönüşümü (Ters Laplace Dönüşümü, LTI Diferansiyel Denklemlerin Çözümü, Örnek Problemler ve Çözümleri) | Ders sunuları |
| 3 | Mekanik sistemlerin matematiksel modellemesi | Ders sunuları |
| 4 | Elektriksel ve elektromekanik sistemlerin modellemesi, Sistem analojileri, Op-Amp'ların matematiksel modellemesi | Ders sunuları |
| 5 | Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri) | Ders sunuları |
| 6 | Zaman Alanı Analizleri: Dinamik Sistemlerin (Birinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, İkinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi) | Ders sunuları |
| 7 | Yüksek Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Durum Denkleminin Çözümü | Ders sunuları |
| 8 | Kontrol Sistemlerinin Zaman Alanı Analizi ve Tasarımı (Bloklama Diyagramları ve Basitleştirilmeleri, Kararlılık Analizi) | Ders sunuları |
| 9 | Kök-Çizgesi Analizi, MATLAB aracılığıyla Kök-Çizgesi Grafiklerinin analizi, PID Kontrol Cihazları | Ders sunuları |
| 10 | Frekans bölgesinde dinamik sistemlerin analizi | Ders sunuları |
| 11 | Bode diyagramı ile frekans cevabının ifade edilmesi | Ders sunuları |
| 12 | Kontrol sistemlerinin frekans bölgesinde tasarımı | Ders sunuları |
| 13 | Dinamik Sistemlerin Modellemesi İçin Durum-Uzay Yaklaşımı (MATLAB ile Durum-Uzay Formundaki Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Giriş Türevleri İle Durum-Uzay Modelleme, Matematik Modellerin MATLAB ile Dönüşümü) | Ders sunuları |
| 14 | Durum-Uzay yöntemiyle sunulan sistemlerin denge analizleri | Ders sunuları |
| Kaynak |
| Katsuhiko Ogata, "System Dynamics", 4. Basım, Pearson. |
| MATLAB/SIMULINK Öğretici Destek |
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
| Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı | |||||||
| No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi | X | |||||
| 2 | Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi | X | |||||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi | X | |||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi | X | |||||
| 5 | Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi | X | |||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi | X | |||||
| 7 | Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi | X | |||||
| 8 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi | X | |||||
| 9 | Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi | X | |||||
| 10 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi | X | |||||
| 11 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık | ||||||
| 12 | İnsan vücudunu anlama ve onarmada mühendisliğin ilkelerini uygulama ve karar verme yetisi | X | |||||
Değerlendirme Sistemi
| Katkı Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
| Ara Sınavın Başarıya Oranı | 30 | |
| Genel Sınavın Başarıya Oranı | 70 | |
| Toplam | 100 | |
| AKTS / İşyükü Tablosu | ||||||
| Etkinlik | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) | |||
| Ders Saati | 14 | 3 | 42 | |||
| Rehberli Problem Çözme | 14 | 2 | 28 | |||
| Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi | 4 | 12 | 48 | |||
| Okul Dışı Diğer Faaliyetler | 0 | 0 | 0 | |||
| Proje Sunumu / Seminer | 0 | 0 | 0 | |||
| Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı | 0 | 0 | 0 | |||
| Ara Sınav ve Hazırlığı | 1 | 20 | 20 | |||
| Genel Sınav ve Hazırlığı | 1 | 30 | 30 | |||
| Performans Görevi, Bakım Planı | 0 | 0 | 0 | |||
| Toplam İş Yükü (Saat) | 168 | |||||
| Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(168/30) | 6 | |||||
| Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır. | ||||||
Dersin Detaylı Bilgileri
Ders Tanımı
| Ders | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| SİSTEM MODELLEME VE KONTROL | - | Güz Dönemi | 3+0 | 3 | 6 |
| Ders Programı |
| Ön Koşul Dersleri | |
| Önerilen Seçmeli Dersler |
| Dersin Dili | İngilizce |
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Programa Bağlı Seçmeli |
| Dersin Koordinatörü | Dr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU |
| Dersi Verenler | Dr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı | Bu dersin sonunda, başarılı bir öğrenci verilen bir sistemin matematiksel modellemesini türetebilir. Öğrenciler: -Matematiksel modelleme yapabilir, Matematiksel model ile dinamik bir sistemin statik, dinamik ve frekans karateristiklerini analiz edebilir. -Çeşitli girdilere dayalı olarak sistem cevabını üretebilir. -Sistemi zaman bölgesinde inceler. -Sistemi frekans bölgesinde inceler. -MATLAB/SIMULINK yoluyla dinamik sistem benzetimi yapmayı öğrenir. -Kapalı çevrim bir sistemin modelleme, tasarım ve uygulamasını yapar. -Temek kontrol metotlarını ve sınırlarını tahlil eder. |
| Dersin İçeriği | Bu ders; Sistem dinamiğine giriş,Dinamik Sistemlerin Matematiksel Modellemesi, Analizi ve Tasarımı, Laplace Dönüşümü (Ters Laplace Dönüşümü, LTI Diferansiyel Denklemlerin Çözümü, Örnek Problemler ve Çözümleri),Mekanik sistemlerin matematiksel modellemesi,Elektriksel ve elektromekanik sistemlerin modellemesi, Sistem analojileri, Op-Amp'ların matematiksel modellemesi ,Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri),Zaman Alanı Analizleri: Dinamik Sistemlerin (Birinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, İkinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi),Yüksek Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Durum Denkleminin Çözümü, Kontrol Sistemlerinin Zaman Alanı Analizi ve Tasarımı (Bloklama Diyagramları ve Basitleştirilmeleri, Kararlılık Analizi),Kök-Çizgesi Analizi, MATLAB aracılığıyla Kök-Çizgesi Grafiklerinin analizi, PID Kontrol Cihazları,Frekans bölgesinde dinamik sistemlerin analizi ,Bode diyagramı ile frekans cevabının ifade edilmesi,Kontrol sistemlerinin frekans bölgesinde tasarımı,Dinamik Sistemlerin Modellemesi İçin Durum-Uzay Yaklaşımı (MATLAB ile Durum-Uzay Formundaki Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Giriş Türevleri İle Durum-Uzay Modelleme, Matematik Modellerin MATLAB ile Dönüşümü),Durum-Uzay yöntemiyle sunulan sistemlerin denge analizleri; konularını içermektedir. |
| Dersin Öğrenme Kazanımları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
| Diferansiyel denklemler veya transfer fonksiyonları kullanarak dinamik sistemlerin matematiksel modelini türetir. | 21 | A, E |
| İlk ve ikinci dereceden sistemler için geçici yanıt analizi de dahil olmak üzere dinamik sistemleri zaman alanında analiz eder. | 21 | A, D |
| Dinamik sistemlerin hem zaman hem de frekans alanında kararlılık analizini yapar. | 21 | A, E |
| Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri) | 21 | A, E |
| Dinamik sistemleri modellemede durum-uzay yaklaşımına dayanarak matematiksel modellerin dönüşümünü uygular. | 21 | A, E |
| MATLAB kullanarak sistem modelleme, analiz ve tasarım, kontrol stratejilerinin uygular. | 21 | E |
| Öğretim Yöntemleri: | 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği |
| Ölçme Yöntemleri: | A: Klasik Yazılı Sınav, D: Sözlü Sınav, E: Ödev |
Ders Akışı
| Sıra | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Sistem dinamiğine giriş | Ders sunuları |
| 2 | Dinamik Sistemlerin Matematiksel Modellemesi, Analizi ve Tasarımı, Laplace Dönüşümü (Ters Laplace Dönüşümü, LTI Diferansiyel Denklemlerin Çözümü, Örnek Problemler ve Çözümleri) | Ders sunuları |
| 3 | Mekanik sistemlerin matematiksel modellemesi | Ders sunuları |
| 4 | Elektriksel ve elektromekanik sistemlerin modellemesi, Sistem analojileri, Op-Amp'ların matematiksel modellemesi | Ders sunuları |
| 5 | Dinamik Sistemlerin Modelleme İçin Transfer Fonksiyonu Yaklaşımı (Blok Diyagramları, MATLAB ile Kısmi Kesir Genişlemesi, MATLAB ile Geçici Yanıt Analizleri) | Ders sunuları |
| 6 | Zaman Alanı Analizleri: Dinamik Sistemlerin (Birinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, İkinci Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi) | Ders sunuları |
| 7 | Yüksek Dereceden Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Durum Denkleminin Çözümü | Ders sunuları |
| 8 | Kontrol Sistemlerinin Zaman Alanı Analizi ve Tasarımı (Bloklama Diyagramları ve Basitleştirilmeleri, Kararlılık Analizi) | Ders sunuları |
| 9 | Kök-Çizgesi Analizi, MATLAB aracılığıyla Kök-Çizgesi Grafiklerinin analizi, PID Kontrol Cihazları | Ders sunuları |
| 10 | Frekans bölgesinde dinamik sistemlerin analizi | Ders sunuları |
| 11 | Bode diyagramı ile frekans cevabının ifade edilmesi | Ders sunuları |
| 12 | Kontrol sistemlerinin frekans bölgesinde tasarımı | Ders sunuları |
| 13 | Dinamik Sistemlerin Modellemesi İçin Durum-Uzay Yaklaşımı (MATLAB ile Durum-Uzay Formundaki Sistemlerin Geçici Yanıt Analizi, Giriş Türevleri İle Durum-Uzay Modelleme, Matematik Modellerin MATLAB ile Dönüşümü) | Ders sunuları |
| 14 | Durum-Uzay yöntemiyle sunulan sistemlerin denge analizleri | Ders sunuları |
| Kaynak |
| Katsuhiko Ogata, "System Dynamics", 4. Basım, Pearson. |
| MATLAB/SIMULINK Öğretici Destek |
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
| Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı | |||||||
| No | Program Yeterliliği | Katkı Düzeyi | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi | X | |||||
| 2 | Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi | X | |||||
| 3 | Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi | X | |||||
| 4 | Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi | X | |||||
| 5 | Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi | X | |||||
| 6 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi | X | |||||
| 7 | Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi | X | |||||
| 8 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi | X | |||||
| 9 | Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi | X | |||||
| 10 | Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi | X | |||||
| 11 | Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık | ||||||
| 12 | İnsan vücudunu anlama ve onarmada mühendisliğin ilkelerini uygulama ve karar verme yetisi | X | |||||
Değerlendirme Sistemi
| Katkı Düzeyi | Mutlak Değerlendirme | |
| Ara Sınavın Başarıya Oranı | 30 | |
| Genel Sınavın Başarıya Oranı | 70 | |
| Toplam | 100 | |