Dersler;
- Kontrol Teorisi
- Sayısal Kontrol Sistemleri
- Sistem Modelleme ve Kontrol Teorisi I
- Sistem Modelleme ve Kontrol Teorisi II
Kontrol Sistemleri Laboratuvarında yapılacak deneyler aşağıdaki gibidir;
3-Boyutlu Vinç Sistemi
Bu sistem, özellikle kontrol mühendisliği ve otomasyon alanında çalışan akademisyenler, araştırmacılar ve endüstri profesyonelleri için değerli bir araçtır. Modelin sağladığı donanım-yazılım entegrasyonu, kullanıcıların teorik kontrol algoritmalarını gerçek donanım üzerinde test edebilmesini ve optimize edebilmesini kolaylaştırır. Ayrıca, vinç sistemi dinamikleri üzerine yapılan çalışmalarda, salınım önleme, hassas yük taşıma ve enerji optimizasyonu gibi önemli uygulamalar bu model üzerinde incelenebilir.
Temel kontrolör kütüphanesi, PID, PD ve P kontrolörleri gibi yaygın kullanılan algoritmaları içerirken, kullanıcıların kendi kontrol yöntemlerini geliştirmesine olanak tanır. Bu, örneğin kayar kip kontrolü, LQR kontrolü veya yapay zeka tabanlı kontrol yöntemlerinin uygulanmasını mümkün kılar. Ayrıca, döner enkoderler sayesinde hassas konum verisi elde edilirken, sistemin doğruluğu ve güvenilirliği artırılmıştır.
Gerçek zamanlı çalışma yeteneği, sistemin dinamik performansının anlık olarak analiz edilmesine olanak tanır. Böylece, özellikle yüksek doğruluk gerektiren endüstriyel süreçlerde bu vinç modelinin kullanımı yaygınlaşabilir. Ek olarak, model, eğitim amaçlı laboratuvar çalışmaları için ideal bir platform sunar ve kontrol teorisi konularının öğrenciler tarafından daha iyi anlaşılmasını sağlar.
Bu sistemin açık mimarisi, hem donanım hem de yazılım tarafında farklı konfigürasyonlara izin verdiğinden, gelecekteki araştırmalar ve yenilikçi kontrol uygulamaları için büyük bir esneklik sağlar.
Sarkaç ve Araba Sistemi
Sarkaç ve Araba Sistemi, bir arabaya monte edilmiş bir çubuktan (sarkaç) oluşur. Çubuk, yalnızca dikey düzlemde serbestçe salınım yapabilir. Arabayı hareket ettiren bir doğru akım (DC) motor bulunur. Çubuğu sallamak ve dengelemek için araba, sınırlı uzunluktaki bir ray üzerinde ileri geri hareket ettirilir.
Kontrol Algoritmasının Amacı:
Ters sarkaç kontrol algoritmasının amacı, sınırlı büyüklükteki bir kuvvet dizisini arabaya uygulayarak çubuğun salınım yapmasını ve büyüyen bir genlik ile hareket etmesini sağlamaktır. Bu esnada çubuğun rayın uç noktalarını aşması engellenir. Çubuk, dik konumuna yakın bir pozisyona kadar sallanır ve bu konuma ulaşıldığında kontrolör, çubuğun dikey pozisyonunu korurken arabayı rayın ortasına geri getirir.
MATLAB/Simulink Entegrasyonu:
Sistem, MATLAB/Simulink ortamında doğrudan çalışır ve kullanıcıya önceden programlanmış gerçek zamanlı deneyler sunar. RTWT (Real Time Windows Target) araç kutusu kullanılarak bu deneyler kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Ayrıca kullanıcı, Simulink ve sürücü kütüphanesi yardımıyla hızlı ve kolay bir şekilde kendi kontrol algoritmalarını oluşturabilir.
Matematiksel Model:
Sistem, dördüncü derece, doğrusal olmayan ve kararsız bir matematiksel modelle tanımlanmıştır. Bu model, kontrol algoritmalarının geliştirilmesi ve sistemin davranışının anlaşılması için kritik bir rol oynar. Model, çubuğun salınımı, arabanın hareketi ve bunların birbirleriyle olan etkileşimlerini kapsar. Doğrusal olmayan yapısı ve kararsız dinamikleri nedeniyle, sistemin kontrol edilmesi mühendislik açısından oldukça zorlu ancak aynı zamanda öğretici bir çalışma alanıdır.
Kullanıcı Avantajları:
Bu sistem, kullanıcıların ters sarkaç gibi klasik kontrol problemlerinde becerilerini geliştirmelerine olanak tanır. Sistemin Simulink entegrasyonu sayesinde, kullanıcılar PID kontrolör, durum geri besleme kontrolü veya ileri düzey adaptif kontrol yöntemleri gibi çeşitli kontrol algoritmalarını test edebilir. Aynı zamanda, gerçek zamanlı deneyler, kullanıcıların teorik bilgilerini pratik uygulamalarla birleştirmesini sağlar.
