Program tanımları
MEKATRONİK YÜKSEK LİSANS PROGRAMI
Programın Amacı
Mekatronik Lisansüstü Programının amacı; mekatronik, makine, elektrik, elektronik-bilgisayar ve kontrol konusunda lisans derecesine sahip kişilere, ilgilerini ve çalışma alanlarını temel alarak belirli konularda uzmanlaşma olanağı sağlamaktır. Güncel ve teknolojik bilgileri iş hayatında uygulayabilecek ve yeni teknolojilere uyum sağlayabilecek kişileri yetiştirmek öncelikli hedeflerimiz arasındadır. Özellikle son yıllarda akıllı cihaz, mikro makineler, üretimde otomasyon ve kontrol, motronik sistemler ve malzeme teknolojisindeki gelişmeler çok hızlı bir artış göstermektedir. Önümüzdeki yıllarda da bu değişim ve gelişim hızla artmaya devam edecektir. Günümüz koşullarının gerektirdiği bilgi ve beceriye sahip, problem çözebilme yeteneği kazanmış ve araştırma yapabilecek bireyler yetiştirmek bölümümüzün hedefleri arasındadır.
Programın Dili : Türkçe
Bilimsel Hazırlık Programı Gerektiren Bilim Alan ve Dalları
Mekatronik Eğitimi ve Mekatronik Mühendisliği Lisans mezunları programa intibak programına gerek duymadan Mekatronik yüksek lisans programına başlayabileceklerdir. Farklı anabilim dallarından gelen öğrenciler Mekatronik Anabilim Dalına önkoşullu kabul edileceklerdir ve Bölüm Kurulunun belirleyeceği intibak programını tamamlamaları gerekmektedir. İntibak programı lisans ve yüksek lisans derslerini içerebilir. İntibak programı mezun olunan fakülteye göre değişeceğinden, öğrenci ile danışmanı arasında görüşmeler sonucu belirlenir.
DERS İÇERİKLERİ
İLERİ MATEMATİK
Matematik modelleme; verilen fiziksel veya diğer bilgi ve verinin matematik forma çevrilmesi, verilen fiziksel durumların diferansiyel denklemlerinin türetilmesi, uygun matematik yöntemlerin seçilmesi ve tatbiki ile çözümün elde edilmesi, ve matematik çözümün yorumlanması. Fiziksel olaylarda genel tanımlar ve parametreler.
MEKATRONİKTE TASARIM VE ANALİZ
Uzama, birim şekil değiştirme, gerilme tensörü, gerilme transformasyonu, Hook kanunu, düzlemde gerilme hali, düzlemde birim şekil değiştirme, strain gage kullanımı ve esasları, tekli ve çoklu strain gage’ler, isotropic, anisotropik ve ortografik malzemelerin çekme deneyleri ve strain gage kullanımı, mekatronik ve mikromakineler, mikromakine tasarımı esasları, ileri endüstriyel malzemeler ve mikromakine uygulamaları, akıllı metaller ve mekatronik uygulamaları.
MEKATRONİK TEKNOLOJİSİNDE İLETİŞİM SİSTEMLERİ
Sayısal iletişim, merkezi kontrol sistemleri, hiyerarşik kontrol sistemleri, dağıtık kontrol sistemleri (DCS), paralel ve seri veri iletimi, seri veri iletişim modları, ağ topolojileri, OSI referans modülü, broadband ve baseband, ağ standardları, seri iletişim arayüzü, Centronics paralel arayüzü, GPIB, VXI bus, protokoller, çeşitli iletişim arayüzleri (ASI, Fieldbus, Profibus, Modbus) ve uygulamaları.
MEKATRONİK SİSTEMLER MODELLEME, SİMÜLASYON VE KONTROLÜ
Matemat ik modelleme ve üç veya dört gerçek dinamik sistemin simülasyonu, fiziksel sistemler kontrol algorizmalarının uygulamaları, doğrusal PID, durum-geri besleme, fuzzy, neuro-fuzzy, öğrenme algorizmaları, Kalman filtrelemesi ve uygulamaları, Matlab, Simulink, xPC, PC104 mimari.
SAYISAL KONTROL SİSTEMLERİ
Matematiksel önbilgiler; sürekli zaman transfer fonksiyonlarının kesikli zaman eşdeğerleri; dolaysız sayısal kontrol ve uyarlı kontrol; süreç modelleme ve belirleme; niceleme etkileri; sayısal kontrolde uygulama sorunları. Ayrık zaman düzleminde zaman domeni ve frekans domeni analizler. Ayrık zaman domeninde denetleyici tasarımı.
MEKATRONİK TEKNOLOJİSİNE GİRİŞ
Mekatronik nedir, Kullanım alanları ve kapsadığı konular, Mekatronik sistem elemanları. Otomasyon, Otomasyon Piramidi. Pnömatik ve Elektropnömatik hatırlatma. PLC ve temel elemanları, Programlama metotları, tek ve çok iş elemanlı devrelerin PLC ile kontrolü, Lojik devreler, Zamanlayıcılar, Sayıcılar, Karşılaştırma elamanları. MPS ünitesi üzerinde PLC kontrollü sistem uygulamaları.
ÖRGÜTSEL YÖNETİM
Örgütsel gelişim, Örgüt yapıları, Yönetim modelleri, Yönetim modellerinin uygunluğu, Yönetici ve örgüt geliştirmedeki rol ve beklentiler, Yönetim çalışan ilişkileri, Örgütsel yenileşme, Örgüt çalışma yöntemi.
OTOMOTİV MEKATRONİĞİ TEORİ VE UYGULAMALARI
Motorların performans ölçümleri, şasi dinamometresi yol deneyleri, motorun analiz ve ayarları, taşıtlarda emisyon ölçümleri, çeşitli motor ve taşıt parçalarıyla ilgili TSE uygunluk belgelerinin düzenlenmesi. Bilgisayar kontrollü modüler motor analizleri, ABS/ASR Sistemleri, yeni nesil otomobil sensörleri; Hall Jeneratörü; LDR’li ışık bariyeri, R.P.M. Metre; İndüktif Sensör; Akım Rölesi; PTC ısıtma elemanı; PTC Rezistörü, NTC Rezistörü, otomotivde mutlak basınç sensörü; Alan plakası, Vuruntu Sensörü; Lambda Probu uygulamarı, özel motronik sistemi ekipmanları; Yakıt pompası rölesi, Krank konumunu tespit için Darbe(Puls) sensörleri uygulamaları, Hava akım/sıcaklık sensörü, Lambda problu gaz kelebeği anahtarı, Rölanti kontrol edici, arıza teşhisi sistemleri, Sıralı Elektronik Yakıt Püskürtme sistemi, hava yastığı sistemleri.
AKILLI MALZEMELER VE UYGULAMALARI
Akıllı metaller ( Shape-Memory Alloys), Superelasticity, süperelastik malzemelerin faz değişimleri, Ti-Ni Phaz Diyagramları, şekil alma ve tasarımı, şekil ayarlama, akıllı metallerin soğutması ve ısıtılması, akıllı malzemelerin TTT diyagram, akıllı metallerin birleştirilmeleri, deformasyon özellikleri, akıllı metallerden yapılan kompozitlerin deformasyon davranışları, Martenzitik deformasyon, süperelastik metallerin endüstriyel uygulamaları.
MEKANİK SİSTEMLERDE KİNEMATİK VE DİNAMİK
Mekanik sistemlere giriş; sistem kinematiği: konum değişim analizi; kinematik hız analizi, ivme analizi; mekanik sistemlerde kuvvetler; iş, enerji ve güç, momentum ve darbe; mekanik sistem geometrisi; mekanik sistem sentezi; iletim mekanizmaları, titreşim; çok-gövdeli dinamik.
ENDÜSTRİYEL OTOMASYON VE İLETİŞİM
Merkezi ve dağıtımlı kontrol sistemleri. Kontrol sistem yapıları. Kontrol sistem donanımları ve yazılımları için açık standartlar. Kontrol ve iletişim-kontrol ağları. Programlanabilir denetimcililer kullanan ardışık sistemler. Endüstriyel otomasyon için yönlendirici kontrol ve veri edinimi. Makine rehberli araç. Otomatik depolama ve geri kazanım sistemi. Yerinde monitörleme ve kontrol sistemi.
MALZEME BİLİMİNDE İLERİ ÖLÇÜM UYGULAMALARI
Malzeme ve mikro yapı, malzeme iç yapı hataları, X ışınları ölçüm esasları, teori ve uygulamaları, spekrometre kullanarak malzeme analizi: esasları ve uygulamaları, difraktrometre ile ölçüm ve kontrol esasları, malzemelerin yüksek sicaklıkta mikro yapı inçelemeleri, çökelti, dislokasyonların ve çökelti, Mükemmel ve mükemmel olmayan kristallerin yapıları.
GÜÇ DÖNÜŞÜMÜ VE HAREKET DENETİMİ
Elektrik enerjisi dönüştürme sistemleri; güç elektroniği kavram geliştirme için devre analizi, sinyal analizi ve enerji kavramlarının tümleşik sunumu; alçak güç kontrolü uygulamalarında kullanılan elektromekanik aygıtların çalışma ilkeleri; durum uzayı ve diğer teknikler kullanılarak elektromekanik sistemlerin kontrol yöntemleri. Manyetik teyp sürücüsü, robot manipulasyonu ve otomotiv alanında uygulamalar.
MEKATRONİKTE TÜMLEŞİK TASARIM
Mekanik ve elektronik sistemler ile kontrol aygıtlarından oluşan bileşenler bütününün çalışma, tümleşik tasarım ve karşılaştırmalı değerlendirilme ve özellikleri; laboratuvar deneyimi ile olguları pekiştirici çalışmalar. Laboratuvar dışındaki dersler deneylere ve dersin ana birimi olan bitirme projesine destek verici nitelikte olacaktır.
İLERİ ROBOTİK
Robotiğe giriş, uzaysal tanımlar ve dönüşümler, ileri ve geri kinematik, robot hareketi mekaniği, statik kuvvet ve uyum, robot dinamiği, yörünge planlama, robot kontrolü ve robot duyarlılığı.
MEKATRONİKTE İLERİ ÖLÇÜM TEKNİKLERİ I
Ölçme ve enstrümantasyon, mekatronik teknolojisi ölçme ilişkisi, bilgisayarlı ölçme sistemleri, endüstriyel ölçmede kullanılan cihazlar, şekil değişikliği ölçme, endüstriyel strain gauge uygulamaları, sıcaklık ölçme, endüstriyel sıcaklık ölçme uygulamaları, vibrasyon, ses ve gürültü ölçmeleri, vibrasyon transdüserleri ve sinyal şartlandırma, endüstriyel titreşim ve ses ölçme uygulamaları.
DOĞRUSAL OLMAYAN KONTROL
Doğrusal kontrol sistem konuları; doğrusal olmayan denetim kavram ve tipik problemleri; kararlılık; Lyapunov kuramı; dayanırlılık; başarım analizi; doğrusal-olmayan kontrol tasarımı.
TASARIMDA SONLU ELEMANLAR UYGULAMALARI
Sonlu elemanlar analizi ve analitik modellemenin karşılaştırılması, çok kullanılan sonlu eleman kodları ve karşılaştırılması, lineer statik analiz, yayılı yükler, koordinat sistemi dönüşümü, FEA’de simetri, modelleme detayları, mesh oluşturma, basit bir elastik problemin BASIC programa diliyle yazılmış açık programının incelenmesi ve hazırlanması, commercial kodlara giriş; ANSYS ve MARC-Mentat, FEA ile problem çözümlerinin incelenmesi hata arama ve convergence, örnek 2-D mekanik problem çözümü, örnek 3-D mekanik problem çözümü.
SENSÖRLER, ALGILAMA VE ARAYÜZLER
Sensör ve Dönüştürücülerin prensipleri. Sensör ve Dönüştürücülerin karakteristikleri. Sensör sistemleri, sensörlerin sınıflandırılması. Sensörlerde işaretler. Sensör uygulamaları ve tipleri. Sensör malzemeler. Seramiklerin sensör malzeme olarak kullanımı. Metallerin sensör malzeme olarak kullanımı. Sensörler ve fizik. Gaz sensörleri. Nem sensörleri. Basınç sensörleri. Sıcaklık sensörleri. Manyetik sensörler. Optik sensörler. Biyosensörler. Elektrotlar. Dönüştürücü çeşitleri; Değişken dirençli dönüştürücüler, Sıcaklık dönüştürücüleri, Değişken indüktanslı dönüştürücüler, değişken kapasiteli dönüştürücüler, Piezoelektrik dönüştürücüler, Elektromagnetik dönüştürücüler, Optik dönüştürücüler. Sensörlerin bilgisayarlı kontrol sistemlerindeki uygulamaları.
MİKRO MAKİNE TEKNOLOJİLERİ
Bu dersin amacı, öğrencilere küçük ölçekli elektro-mekanik düzeneklerin ve sistemlerin incelendiği disiplinler arası bir bilim dalı olan Mikro-elektro-mekanik sistemler (MEMS) hakkında temel bilgi vermektir. Mikro-mekanik sistemler, mikro sistem teknolojisi (MST) ve mikro-mühendislik ya da nano-teknoloji olarak adlandırılmaktadır. Mikro sistem dizaynıyla ilgili çalışma yapılacaktır. Genel mikro sistemlerin çalışma prensipleri. Mikro sistem tasarımı için gerekli olan mühendislik fiziği. Minyatürleştirme kuralları. Elektronik ve malzeme karakterizasyonu ve seçimi. Mikro üretim ve fabrikasyon teknikleri. Tasarım metodolojisi.
SAYISAL KONTROL SİSTEMLERİ UYGULAMALARI
Sayısal modellerin incelenmesi, örnekleme işlemi ve örnekleme teoremi. A/D ve D/A çeviriciler ve tut-sakla devreleri, fark denklemleri ve z- dönüşümü teorisi, ayrık zamanlı durum denklemleri, z-domeninde kararlılık analizi. Kutup yerleştirilmesi / Matlab ile kutup yerleştirilme problemlerinin çözümü / Regülatör tipi sistemler vasıtasıyla kutup yerleştirilmenin dizaynı / Durum gözleyiciler / Matlab ile durum gözleyicilerinin dizaynı / Servo sistemlerin dizaynı / Matlab ile kontrol sistemi dizayn örneği / Örnek problemler ve çözümler
BİLGİSAYAR ile BÜTÜNLEŞİK İMALAT VE UYGULAMALARI
Bilgisayarla Bütünleşik imalata (CIM) giriş ve CIM modülleri. Bilgisayarla bütünleşik imalat sistemlerinin temel elemanları. CAD-CAM sistemleri ve ilgili kavramlar. Bilgisayar destekli bilgi sistemleri. Bilgisayar destekli bakım planlama. Bilgisayar destekli veri tabanı yönetim sistemleri. Ağ yapısı kavramları. Esnek imalat sistemleri uygulamaları ve örnek sistemlerin incelenmesi. Esnek imalat sistemlerinde kullanılan işleme, iletim, muayene ve depolama sistemleri. Esnek imalat sistemi hiyerarşik bilgisayar kontrolü. Esnek imalat sistemleri tezgah ve ekipmanlarının seçim kriterleri. Otomatik malzeme iletimi, depolama ve çekme (AS/RS) sistemlerinin seçim kriterleri. Esnek imalat sistemleri ile kullanılan kontrol sistemlerinin seçimi. Esnek imalat sistemlerinin maliyet değerlendirmeleri ve CIM laboratuar çalışmaları.
PATERN TANIMA VE GÖRÜNTÜ İŞLEME
Sayısal görüntü temelleri. Görüntü dönüşümleri: FFT, DCT, vb. Görüntü iyileştirme: histogram değiştirme, görüntü yumuşatma, keskinleştirme. Görüntü düzeltme. Kodlama. Ayrıştırma. Gösterim ve tanımlama. Ayrık zamanlı sinyaller, yeniden oluşturma, sayısal görüntü gösterimi, görüntünün temelleri, görüntü dönüştürme, görüntü zenginleştirme, görüntü restorasyonu, ayrımlama, tanımlama, örnekleme.
MEKATRONİKTE İLİŞİK SİSTEMLER
Mekatronikte yardımcı sistemler, ilişik yazılımlar, haberleşme görev dağılımı, modelleme ve simülasyon, mikro kontroller sensör ve aktuatörler, sensör integrasyon algoritmaları, navigasyon real-time ilişik sistemler dağıtılmış kontrol.
SERVO SİSTEMLER
Servo Pnömatik kontrol sistemi. Analog ve dijital kontrol, Açık çevrim, Kapalı çevrim, Servo pnömatik elemanların yapısı ve çalışma ilkeleri. Oransal hidrolik sisteminin ve sistem elemanlarının yapısı, çalışma prensipleri, elektronik kontrol kartlarının kullanılması ve kalibrasyonu. Açık ve kapalı çevrimin karşılaştırılması, Oransal valflerle basınç ve debi kontrölü, Oransal valflerin yapısı ve çalışma ilkeleri. İş elemanları: Hidrolik motor ve silindirler. Pozisyon kontrolü, Hız kontrolü, İvmeleme, Gecikme zamanı, Basınç (kuvvet), debi (hız), yük değişimi uygulamaları.
GERÇEL ZAMAN SİSTEMLERİNİN TASARIMI
Gerçel-zaman sistemlerine giriş; gerçel-zaman yazılım tasarımı; eşanlı programlama ve süreç etkileşimleri; gerçel-zaman işletim sistemleri; süreçlerin zaman programlaması; yüksek barışımlı gerçel-zaman uygulamaları için gerçek bir örnek; süreç iletişimi; kördüğüm yöntemi; dağıtımlı gerçel-zaman sistemleri.
GERÇEL ZAMAN SİSTEMLERİNİN TASARIMI
Akıllı ürün tasarımına mekatronik yaklaşım. Mekatronik tasarım ilkeleri, mekatronik araçlara genel bakış, entegre sistem tasarımına genel bakış, mekatronik ürün geliştirme stratejisi, tasarım metotları, durum çalışmaları, tersine mühendislik (piyasadaki mekatronik araçların ayrıştırılması ve analizi). Bu ders öğrenciye piyasanın ihtiyaç duyduğu akıllı ürün tasarımı bilgisini verir.
