İçindekiler Önsöz 7 Bölüm 1: GİRİŞ 13 1.1. Kontrol Eğitimi 13 1.2. Dspace 16 1.3. Labview 18 1.4. Simulink Destekli Mikrodenetleyici Programlama Araçları 21 1.5. İçerik 24 Bölüm Kaynakçası 25 Bölüm 2: GERÇEK VE AYRIK ZAMANLI KONTROL 27 2.1. Gerçek Zamanlı Sistemler 27 2.1.1. Kritik (Hard) Gerçek Zamanlı Kontrol 29 2.1.2. Esnek (Soft) Gerçek Zamanlı Kontrol 29 2.1.3. Gerçek Zamanlı Sistemlerde Zamanlama 29 2.2. Kontrol Sistemi Türleri 31 2.2.1. Açık Çevrim Kontrol 31 2.2.2. Kapalı Çevrim Kontrol 32 2.3. Dijital Kontrol Sistemleri 33 2.3.1. Sürekli Zamanlı Sinyaller 35 2.3.2. Ayrık Zamanlı Sinyaller 36 2.3.3. Z Dönüşümü 38 2.3.3.1. Fark Denklemlerinin Z dönüşümü ile Çözümü 40 2.3.3.2. Ayrık Zamanlı Uzayda Kararlılık 41 2.3.3.3. Örnek: Ayrık Zamanlı Kapalı Çevrim PID Kontrol 42 Bölüm Kaynakçası 45 Bölüm 3: HIZLI KONTROL PROTOTİPLEME 47 3.1. Simulink İle Gerçek Zamanlı Uygulama Geliştirme 47 3.1.1. Gömülü Kodlayıcı Destek Paketi (Embedded Coder Support Package) 49 3.1.2. STM32 - MAT/TARGET Blok Seti 50 3.1.3. Waijung Blok Seti 57 3.2. Waijung Blok Setinin Kurulumu 58 3.3. STM32F4 Geliştirme Kiti / Sürücü Kurulumu 61 3.4. Temel Waijung Blokları ve Uygulamaları 63 3.4.1. Target Setup Bloğu 64 3.4.2. Digital Input Bloğu 65 3.4.3. Digital Output Bloğu 67 3.4.4. LED Yakma Uygulaması 69 3.4.5. Buton ile LED Yakma 75 3.4.6. LED Sayaç Uygulaması 77 3.4.7. Regular ADC Bloğu 79 3.4.8. ADC Uygulaması 80 3.4.9. Uart Setup Bloğu 83 3.4.10. Uart Tx Bloğu 85 3.4.11. Uart Rx Bloğu 87 3.4.12. UART Uygulamaları 89 3.4.12.1. Uart Tx Uygulaması 89 3.4.12.2. Uart Rx Uygulaması 95 3.4.12.3. Uart Tx & Uart Rx Uygulaması 99 3.4.13. Host Serial Blokları 101 3.4.13.1. Host Serial Setup Bloğu 103 3.4.13.2. Host Serial Rx Bloğu 104 3.4.13.3. Host Serial Tx Bloğu 105 3.4.14. Host Serial Uygulaması 106 3.4.15. Timer IRQ Bloğu 108 3.4.16. Timer IRQ Uygulaması 110 3.4.17. Basic PWM Bloğu 111 3.4.18. Temel PWM Uygulaması - 1 112 3.4.19. Temel PWM Uygulaması - 2 115 Bölüm Kaynakçası 119 Bölüm 4: DENEY SETİ ÖLÇÜM, TEST, DOĞRULAMA VE SİSTEM TANIMLAMA 121 4.1. Butonlu Motor Uygulaması 128 4.2. ADC - Buton Motor Uygulaması 130 4.3. Temel Encoder Uygulaması 131 4.4. Enkoder Çözünürlük Testi 138 4.5. Motor Pozisyon Ölçümü 141 4.6. Motor Hız Ölçümü 145 4.7. Motor ADC Hız Ölçümü 148 4.8. Sistem Tanımlama 149 4.8.1. Beyaz Kutu Modeli ile Sistem Tanımlama 150 4.8.2. Gri Kutu Modeli ile Sistem Tanımlama 157 4.8.3. Kara Kutu Modeli ile Sistem Tanımlama 162 4.8.3.1. DC Motor Konum Transfer Fonksiyonu 163 4.8.3.2. DC Motor Hız Transfer Fonksiyonu 170 Bölüm Kaynakçası 174 Bölüm 5: DONANIM TABANLI BENZETİM (Hardware in the Loop, HIL) 175 5.1. İşlemci Tabanlı Benzetim Uygulaması 177 5.2. Donanım Tabanlı Benzetim Uygulaması 180 Bölüm Kaynakçası 184 Bölüm 6: PID KONUM/HIZ KONTROLÜ VE PARAMETRE AYARLAMA TEKNİKLERİ 185 6.1. Aç/Kapat (On/Off) Kontrol (İki Pozisyonlu Kontrol) 185 6.2. PID Kontrol 188 6.2.1. PID Parametrelerinin Etkisi 190 6.2.2. İntegratör Yığılması 191 6.2.3. Türev Filtresi 193 6.3. PID Denetleyicili Kontrol Sistemlerinin Yapısı 194 6.3.1. DC Motor PID Hız Kontrolü 194 6.3.2. DC Motor PID Konum Kontrolü 201 6.3.3. PID Katsayılarının Ayarlanması 204 6.3.3.1. Kapalı Çevrim Ziegler-Nichols Yöntemi 205 6.3.3.2. Kapalı Çevrim Ziegler-Nichols Yöntemi ile Gerçek Zamanlı DC Motor Konum Kontrol Uygulaması 211 6.3.3.3 Röle Geri Besleme Yöntemi 215 6.3.3.4. Röle Geri Besleme Yöntemi ile Gerçek Zamanlı DC Motor Konum Kontrol Uygulaması 220 6.3.3.5. Açık Çevrim Ziegler-Nichols Yöntemi 225 6.3.3.6. Cohen-Coon Yöntemi 230 Bölüm Kaynakçası 233 Bölüm 7: KÖK YER EĞRİSİ, KARARLILIK VE DENETLEYİCİ TASARIMI 235 7.1. Kök Yer Eğrisi 235 7.2. Sürekli Zamanlı Sistemlerde Kök Yer Eğrisi Analizi 237 7.3. Ayrık Zamanlı Sistemlerde Kök Yer Eğrisi Analizi 241 7.4. Gerçek Zamanlı Kontrol Uygulamaları 246 7.4.1. P Kontrol (DC Motor Konum Kontrolü) 246 7.4.2. PI Kontrol (DC Motor Konum Kontrolü) 250 7.4.3. PID Kontrol (DC Motor Konum Kontrolü) 254 7.5. Faz İlerlemeli ve Gerilemeli Denetleyiciler 261 7.5.1. Dijital Faz İlerlemeli ve Faz Gerilemeli Denetleyici Yapısı 262 7.5.2. Kök Yer Eğrisi ile Faz İlerlemeli Denetleyici Tasarımı 262 7.5.3. Kök Yer Eğrisi ile Faz Gerilemeli Denetleyici Tasarımı 263 7.6. Faz İlerlemeli Konum Kontrol Uygulaması 264 Bölüm Kaynakçası 268 Bölüm 8: BULANIK MANTIK KONUM KONTROLÜ 269 8.1. Bulanık Mantık 269 8.2. Motor Konumunun Bulanık Mantık Yardımıyla Gerçek Zamanlı Kontrolü 270 Bölüm Kaynakçası 276 SIK KARŞILAŞILAN HATALAR VE ÇÖZÜMLERİ 277 Kavramlar Dizini 281