Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
| Mekatronik ve Robotik Mühendisliği (YL) (Tezsiz) (İngilizce) | |||||
| Yüksek Lisans | Programın Süresi: 1.5 | Kredi Sayısı: 90 | TYYÇ: 7. Düzey | QF-EHEA: 2. Düzey | EQF: 7. Düzey |
Ders Genel Tanıtım Bilgileri
| Yüksekokul/Myo/Fakülte/Enstitü | Lisansüstü Eğitim Enstitüsü | |||||
| Ders Kodu | MECH 501 | |||||
| Ders Adı İngilizce | Mechatronic Systems Modeling and Control | |||||
| Ders Adı Türkçe | Mekatronik Sistem Modelleme ve Kontrol | |||||
| Öğretim Dili | EN | |||||
| Ders Türü | Ders | |||||
| Dersin Düzeyi | İleri | |||||
| Dönem | Bahar | |||||
| Haftalık İletişim Saatleri |
|
|||||
| Tahmini Öğrenci İş Yükü | Dönem boyunca 353 saat | |||||
| Ders Kredileri | 7.5 AKTS | |||||
| Değerlendirme | Standart Harf Notu | |||||
| Ön Koşul | Yok | |||||
| Yan Koşul | Yok | |||||
| Beklenen Ön Bilgi | Elektrik ve elektronik mühendisliğinin temel bilgisi | |||||
| Kayıt Kısıtlamaları | Sadece Lisansüstü Öğrenciler | |||||
| Genel Eğitim Hedefi | Zaman ve frekans alanlarında sistem modelleme, zaman tepkisi, kararlılık, kök eğrisi ve durum uzayı tasarımı gibi analog kontrol mühendisliğinin prensiplerini öğrenmek. | |||||
| Ders Açıklaması | Bu dersin amacı öğrenciye mekatronik sistemlerin modellenmesi, analizi, simülasyonu ve kontrolüne giriş sağlamaktır. Mekanik, elektrik, hidrolik, termal ve elektronik sistemlerin veya bunların kombinasyonlarının bilgisayar modellemesi ve matematiksel gösterimi üzerinde durulacaktır. Aşağıdaki konular vurgulanacaktır: Zaman içinde doğrusal zamanla değişmeyen sistemlerin sistem modellemesi ve analizi, Laplace, frekans domeni ve durum-uzay çözümü; zaman yanıtı; blok diyagramı indirgeme; Routh-Hurwitz ve Root Locus tekniklerini kullanarak kararlılık analizi; sistem modeli dönüşümleri; başlangıç koşulları ile sistem analizi; durum değişken geri beslemeli kontrolör tasarımı. Ders boyunca MATLAB ve Simulink gibi bilgisayar destekli araçlar kullanılacak ve laboratuvar uygulamaları yapılacaktır. |
Ders Öğrenme Çıktıları ve YeterliliklerBu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler:1) Blok diyagram modellemesi ve matematiksel modellerini adi diferansiyel denklemler, Laplace dönüşümü, frekans alanı ve durum uzayı gösterimleri olarak kurma konusunda problemleri tanımlama, analiz etme, formüle etme ve çözme; 2) Çok serbestlik derecesine sahip doğrusal, zamana bağlı olmayan mekanik sistemler için ağ analizini uygulayarak sorunları tanımlamak, analiz etmek, formüle etmek ve çözmek; durum uzayı modelini elde etmek; 3) İkinci dereceden sistemlerin zaman tepkisi davranışına ilişkin sorunları tanımlayın, analiz edin, formüle edin ve çözün, kararlılık analizini uygulayın ve MATLAB Kontrol Sistemleri Araç Kutusu ve Simulink'i kullanarak PID denetleyicileri tasarlayın; 4) Gerçek yaşam uygulaması için bir PID kontrol sistemi tasarlayın ve simüle edin; 5) Bir proje ekibinde iletişim kurmak ve işbirliği yapmak, hedefler belirlemek, görevleri tamamlamak ve son teslim tarihlerine uymak, profesyonel bir şekilde nihai raporunu yazmak ve sözlü olarak savunmak; 6) Kendi kendine öğrenme ve yeni bilgiyi kendi imkânlarıyla uygulama becerisini, yaşam boyu sürecek değerli bir öğrenme becerisi olarak benimser. |
| Program Öğrenme Çıktıları/Ders Öğrenme Çıktıları | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1) Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, mekatronik mühendisliği ve robotik alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilir ve derinleştirebilir. | ||||||
| 2) Mekatronik mühendisliği ve robotik konularında bilimsel araştırma yaparak derinlemesine ve genişlemesine kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir. | ||||||
| 3) Mekatronik mühendisliğinde kullanılan analiz ve modelleme yöntemleri ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahiptir. | ||||||
| 4) Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar. | ||||||
| 5) Mekatronik sistemlerin süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır. | ||||||
| 6) Mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve gerçeklenmesi aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. | ||||||
| 7) Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalığa sahip olduğunu inceler ve uygulamalarıyla gösterir. | ||||||
| 8) Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, karmaşık durumlarda mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve analizinde çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır. | ||||||
| 9) İngilizce dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurar. | ||||||
| 10) Mekatronik ve robotik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlar. |
Program Sonuçları ve Yeterliliklerle İlişkisi
| N Yok | S Destekleyici | H Çok İlgili |
| Program Çıktıları ve Yeterlilikler | Düzey | Değerlendirme | |
| 1) | Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, mekatronik mühendisliği ve robotik alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilir ve derinleştirebilir. | H | Sınav,Ödev,Derse Katılım,Proje |
| 2) | Mekatronik mühendisliği ve robotik konularında bilimsel araştırma yaparak derinlemesine ve genişlemesine kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir. | H | Proje |
| 3) | Mekatronik mühendisliğinde kullanılan analiz ve modelleme yöntemleri ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahiptir. | H | Proje |
| 4) | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar. | S | Proje |
| 5) | Mekatronik sistemlerin süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır. | N | |
| 6) | Mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve gerçeklenmesi aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. | N | |
| 7) | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalığa sahip olduğunu inceler ve uygulamalarıyla gösterir. | S | Proje |
| 8) | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, karmaşık durumlarda mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve analizinde çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır. | S | Proje |
| 9) | İngilizce dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurar. | S | Proje |
| 10) | Mekatronik ve robotik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlar. | N |
| Hazırlayan ve Tarih | DANTE DORANTES , January 2023 |
| Ders Koordinatörü | DANTE DORANTES |
| Dönem | Bahar |
| Dersi Veren(ler) |
Ders İçeriği
| Hafta | Konu |
| 1) | Giriş. Fiziksel Sistemlerin Blok Diyagram Modellemesi. |
| 2) | Sistem Modelleme Teknikleri: Adi Diferansiyel Denklemler (ODE), Transfer Fonksiyonu (TF), Frekans Alanı ve Durum Uzayı (SS). MATLAB kullanılarak Laplace Dönüşümünün Çözümü. |
| 3) | MISO DC motor modeli. Transfer fonksiyonları ve Bode çizimleri. Operatif amplifikatörlerle modelleme. |
| 4) | Motor sabitleri. Eşdeğer moment/atalet momenti/viskoz sönümleme. Doğrusallaştırma. |
| 5) | Mesh Analiz Tekniği. |
| 6) | Mesh Analiz Tekniği. MATLAB Çizimi, Transfer Fonksiyonları ve Durum Uzayı. |
| 7) | Aritmetik işlemler, vektörler, MATLAB'da polinomların çözümü. Zaman tepkisi kavramları. |
| 8) | Sistem elemanlarının Zaman Tepkisi. Performans Kriterleri. Sistem tanımlaması. |
| 9) | PID kontrolör analizi ve kontrolör ayarı. |
| 10) | LTI Viewer. Blok Diyagramlarının Azaltılması. TF-SS ve SS-TF dönüşümleri. Başlangıç Koşulları. |
| 11) | MATLAB'da PID Ayarı. PID kontrolör ve tesisinin Simulink modeli. |
| 12) | Routh-Hurwitz ile Kararlılık Analizi. |
| 13) | Kök Yeri Yoluyla Kararlılık Analizi. Sinyal Akış Grafikleri ve Durum-Değişken Geri Besleme Tasarım Yöntemi (Kutup Yerleşimi), Kontrol Edilebilirlik. |
| 14) | Durum-Değişken Geribildirim Tasarım Yöntemi. |
| 15) | Proje Sunum Dönemi. |
| 16) | Proje Sunum Dönemi. |
| Gerekli/Tavsiye Edilen Okumalar | Kontrol Sistemleri Mühendisliği, Uluslararası Öğrenci Sürümü, Norman S. Nise, 6. Baskı, Wiley, 2011 (ders kitabı) Diğer referanslar: Sistem Dinamikleri, William J. Palm, 4. Baskı, McGraw-Hill, 2021 (referans) Modern Kontrol Mühendisliği, Katsuhiko Ogata, 5. Baskı, Pearson, 2009 | |||||||||||||||||||||
| Öğretme Teknikleri | Tersine Öğrenme/Ders/Laboratuvar Çalışması/Proje/Rehberli Kişisel Çalışma | |||||||||||||||||||||
| Ödev ve Projeler | MATLAB Control Tool Box ve Simulink kullanılarak bir PID konum/hız kontrol sisteminin tasarımı | |||||||||||||||||||||
| Laboratuvar Çalışması | Hiçbiri | |||||||||||||||||||||
| Bilgisayar Kullanımı | MATLAB Control Toolbox ve Simulink kullanılarak zorunlu bilgisayar destekli problem çözümü. | |||||||||||||||||||||
| Diğer Aktiviteler | Hiçbiri | |||||||||||||||||||||
| Değerlendirme Yöntemleri |
|
|||||||||||||||||||||
| Ders Yönetimi |
dorantesd@mef.edu.tr 0212 395 36 40 ofis saatleri: Pazartesi 18:00-19:00 e-posta adresi: dorantesd@mef.edu.tr Katılım kuralları: Katılım, Ters Yüz Sınıf Uygulaması sırasında alınır. Katılımın en az %70'i zorunludur. Ters Yüz Sınıf Uygulaması Kuralları: Kaçırılan Ters Yüz Sınıf Uygulaması (FCP) sıfır notu alacaktır. Takım çalışması sırasında kusurlu veya bireysel işbirliği tutumu eksikliği olan katılım sınavlarına bir not verilecektir. Başarılı katılım sınavları ve bireysel işbirliği tutumlarına iki not verilecektir. FCP etkinlikleri, çevrimiçi sınıf süresinde (20-40 dakika), daha önce çözülmüş benzer bir alıştırmayı çözerek, ancak rastgele oluşturulmuş takımlarda çalışarak ve çözümlerinin taranmış pdf dosyasını dersin sonunda CamScanner uygulamasını kullanarak e-postayla göndererek gerçekleştirilir. FCP kanıtı, öğrencinin sınıf katılımını saymanın tek yolu olacaktır. Proje veya ödevlerin geç teslimi kuralları: Her geciken gün için 50/100 indirim yapılacaktır. Ara sınava girmeme kuralları: Üniversite tarafından onaylanmış geçerli bir resmi gerekçe sunulduğu takdirde, normal ara sınav tarihinden hemen bir hafta sonra telafi ara sınavı hakkı verilecektir. Dersten geçmek için izin verilen minimum not (FZ): Dersten geçmek için yeterli Tersine Sınıf Uygulaması, Ara Sınavlar, Ödevler ve Proje notları ve en az %70 katılım zorunludur. Uygun sınıf davranışı hatırlatıcısı, öğrenci davranış kuralları: YÖK Yönetmeliği İntihal hakkında açıklama: YÖK Yönetmeliği http://www.mef.edu.tr/Yonetmelikler |
|||||||||||||||||||||
AKTS Öğrenci İş Yükü Tahmini
| AKtivite | Hafta Sayısı | Saat | Hesaplama | ||||
| Yarıyıl Başına Hafta Sayısı | Etkinliğe Hazırlık | Etkinliğin Kendisinde Harcanan | Etkinlik Gereksinimlerini Tamamlama | ||||
| Ders Saati | 12 | 0 | 2 | 1 | 36 | ||
| Proje | 6 | 22 | 20 | 2 | 264 | ||
| Ödevler | 10 | 0 | 0.5 | 0.5 | 10 | ||
| Küçük Sınavlar | 12 | 0 | 2 | 1 | 36 | ||
| Final | 1 | 2 | 4 | 1 | 7 | ||
| Toplam İş Yükü | 353 | ||||||
| Toplam İş Yükü/25 | 14.1 | ||||||
| AKTS | 7.5 | ||||||