1 ROBOT KONTROL SİSTEMLERİ VE UYGULAMA ALANLARIProf. Dr. Nusret TAN İnönü Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
2 Elektrik-Elektronik Müh. BölümüBölümümüzde toplam 15 akademik personel görev yapmaktadır. 5 Profesör, 3 Doçent, 3 Yardımcı Doçent ve 4 Araştırma görevlisi. Bölümümüzde hazırlık sınıfı zorunludur. %30 ingilizce eğitim verilmektedir. Lisans, Y. Lisans ve Doktora düzeyinde eğitim verilmektedir. Hazırlık, lisans ve lisansüstü yaklaşık olarak 850 kadar öğrencimiz bulunmaktadır.
3 Elektrik-Elektronik Müh. BölümüTürkiye’deki üniversiteler arasında Normal Öğretimde 35. sıralardayız ve İkinci Öğretimde 16. sıradayız. Bölümümüzde Elektrik Devreler, Elektronik, Mikroişlemciler, Elektrik Makinaları, Kontrol, Güç Elektroniği, Bilgisayar ve Araştırma Laboratuvarları mevcuttur. Genel olarak Enerji Sistemleri, Elektronik, Sinyal İşleme, Kontrol, Elektromanyetik ve Elektrik Makinaları alanlarında çalışmalar yapılmaktadır. Bölümümüzde yürütülen 4 Tübitak projesi bulunmaktadır. Bir yılda ortalama civarında bilimsel yayın yapılmaktadır.
4 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerMatematiksel olarak sinyaller bir yada daha fazla bağımsız değişkenin fonksiyonu olarak tanımlanır. EEG ECG
5 Signals and Systems-Sinyaller ve Sistemler
6 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerSürekli zamanlı ve ayrık zamanlı sinyaller
7 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerPeriyodik sinyal x(t)=x(t+T)
8 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerBütün periyodik sinyaller Fourier seriler ile gösterilebilir.
9 Signals and Systems-Sinyaller ve Sistemler
10 Signals and Systems-Sinyaller ve Sistemler
11 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerSistemler sinyalleri işleyen mekanizmalardır.
12 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerAyrık zamanlı ve sürekli zamanlı sistemler.
13 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerNonlineer Sistemler, Zamanla Değişen sistemler…… Limit Cycles, Van de Pol denklemi
14 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerChaos
15 Signals and Systems-Sinyaller ve SistemlerElektriksel Sistemler Aerodinamik Sistemler Uzaktan Kontrollü Sistemler Isıl Sistemler Akışkan Sistemler Bilgi İletim Sistemleri Mekanik Sistemler Elektromekanik Sistemler Endüstriyel Sistemler Foto - Elektrik Sistemler Elektromanyetik Sis. Ulaşım Sistemleri Ekonomik Sistemler Sosyal Sistemler Biyolojik Sistemler Tarım Sistemleri Ekolojik Sistemler
16 Teknolojinin Gelişimi18. yüzyıl(1760 lar): Buhar Makinaları. 1900 ler: Elektrik Sistemleri 1950 ler: Transistörler, IC, Digital teknoloji. 1970 ler : Bilgisyar teknolojisi 1990 lar: İnternet ve Bilişim teknolojileri 2000 ler: Bilişim teknolojisi çağı(digital çağ)
17
18
19
20
21 Kişisel bilgisayar: (1) Ekran, (2) Ana kart (3) İşlemci (CPU) (4) Bellek (RAM) (5) Genişletme Kartları (PCI-X, AGP, v. b.) (6) Güç Kaynağı (7) Optik Disk Sürücü (DVD, CD, v. b.) (8) Sabit Disk (9) Klavye (10) Fare
22 Kontrol Sistemleri TarihiBaşta endüstriyel sistemler olmak üzere Elektrik, Elektronik, Mekanik ve Bilgisayar tabanlı tüm sistemlerin amaçlanan ve planlana biçimde çalışmasını sağlayan bilgi ve teknolojileri üreten ve uygulayan bir bilim dalıdır. M.Ö. III. Yüzyıl Tapınak kapılarının otomatik açılması M.S. 1. yy
23
24 1820
25 Uçak Kontrol Sistemleri 20. yyEndüstriyel Kontrol Doğadaki canlıları taklit eden robotlar 19. yy da kontrol buhar ile yapılırken 20.yy da elektrik ve elektroniğin teknolojiye hakim olmasıyla kontrol elektriksel işaretlerle yapılmaya başlanmıştır
26 Açık çevirim ve kapalı çevirim kontrol sistemleri
27 Açık çevirim ve kapalı çevirim kontrol sistemleri
28 Kontrol Sistemleri Elektrik Sistemleri.Örnek sistem: Bir elektrik devresi Kontrol işlevi: akım ve gerilim
29 Mekanik Sistemler Örnek sistem: araba Kontrol işlevi: arabanın konum açı ve hızı; direksiyonun konumu; fren ve gaz pedallarının konumu; vites konumu
30 Aerodinamik sistemlerÖrnek sistem: uçak, füze Kontrol işlevi: Üç boyutta konum, hız ve ivme; konumu; Kabin basıncı; Motor hızı; hedefe olan uzaklık; vuruş açısı
31 Elektromekanik SistemlerÖrnek sistem: elektrik motoru Kontrol işlevi: Armatür gerilimi; armatür akımı; motor milinin açısı; açısal hız
32 Elektromekanik SistemlerÖrnek sistem: robot kolu Kontrol işlevi: Her bir eklemin konum, hız ve açısı; Motorlara uygulanan gerilimler
33 Uzaktan Kontrollü SistemlerÖrnek sistem: Internet üzerinden cerrahi operasyon yapan bir robot Kontrol işlevi: Hastanın konumu; Cerrahın el hareketleri; Robot elinin konumu
34 Endüstriyel SistemlerÖrnek sistem: Kağıt makinası Kontrol işlevi: Kağıt inceliği; Ham madde akış hızı; Kağıt parlaklığı
35 Endüstriyel SistemlerÖrnek sistem: Çelik levha üretim bandı Kontrol işlevi: Levha kalınlığı; Akan ham madde yoğunluğu; Demir oranı
36 Isıl Sistemler Örnek sistem: Bir oda Kontrol işlevi: Sıcaklık; Nem; Radyatör vanasının konumu
37 Foto-Elektrik SistemlerÖrnek sistem: Güneş paneli Kontrol işlevi: Güneş ışınlarının gelme açısı; Üretilen elektrik enerjisi
38 Akışkan Sistemler Örnek sistem: Bir sıvı tankı Kontrol işlevi: Tanktaki sıvı seviyesi; sıvı basıncı; debi
39 Elektromanyetik SistemlerÖrnek sistem: Elektromanyetik askı sistemi Kontrol işlevi: Topun konumu; Sargı akımı
40 Bilgi İşlem Sistemler Örnek sistem: İnternet Kontrol işlevi: ortalama veri akış hızı; bağlantı için bekleme süresi
41 Ulaşım Sistemler Örnek sistem: Şehir Trafiği Kontrol işlevi: Bir bölgede kırmızı ışıkta bekleyen araba sayısı; Bir sokaktaki ortalama araç hızı; Bir noktada kırmızı ışık yanma süresi
42 Sosyal Sistemler Örnek sistem: Toplum Kontrol işlevi: Birey sayısı, nüfus artışı
43 Ekonomik Sistemler Örnek sistem: Bir ülkenin ekonomisi Kontrol işlevi: enflasyon, ekonomik büyüme, vergi oranları
44 Biyolojik Sistemler Örnek sistem: İnsan vücudu Kontrol işlevi: nabız, tansiyon, kan şeker düzeyi, enjekte edilen insülin dozu
45 Tarım Sistemler Örnek sistem: Bir tarla Kontrol işlevi: Kullanılan gübre; Sulama sıklığı; Elde edilen ürün miktarı
46 Ekolojik Sistemler Örnek sistem: Bir petro-kimya tesisinin çevresi Kontrol işlevi: Çevreye salınan zehirli madde miktarı; İşlenen ham madde miktarı; Arıtma tesisleri için harcanan para
47 Robotik Sistemler
48 Robotik Sistemler
49 Robotik Sistemler
50 Robotik Sistemler
51 Robotik Sistemler
52 Robotik Sistemler
53 Modelleme Tüm bu sistemlerin ortak noktası davranışlarının matematiksel ifadelerinin birbirlerine benzemesidir. Çözüm diferansiyel denklemler?
54 Modelleme
55 Modelleme
56 İnsan vücudu modeli? Çok kompleks….Çözüm: Kesirli dereceli matematik (Fractional Order Calculus) Fractional-Order Calculus Integer-Order Calculus
57
58
59 TEŞEKKÜR EDERİM….. Bu sunumun hazırlanmasında bir çok kaynaktan yararlanılmıştır. İTÜ Kontrol Mühendisliği Web sayfasından yararlanılmıştır.
60 Merak, İlgi, Hayal Güçü,…….