matlab sunum

Upload: ismail-bayrakci

Post on 06-Apr-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    1/204

    BLM 99 FREKANS ALANI ANALZ

    Sistemlerin frekans alan analizinde, zaman deiimiyerine frekans deiimine karlk gelen modl ve fazas deiimleri incelenir. Frekans alan cevaberilerinden sistemlerin alma frekans aralyannda kararllk durumlarnda zmlenir. Frekansalan cevabnda;

    - Bode Diyagram- Nyquist Diyagram- Nichols Diyagram

    yntemleri kullanlr.Frekans alan zmleme ilemi; giri sinzoidalfrekansna karlk bir transfer fonksiyonun genlik oran

    ve faz as deerlerinin hesaplanmasndan ibarettir..

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    2/204

    9.1 Bode DiyagramBode diyagram, frekans deiimine kar izilen genlik oran ve

    faz as erilerinden oluur. Bunlarda genellikle frekansdeerleri yatay eksende logaritmik lekte, genlikler orannn10 tabanna gre logaritma deeri dey eksende normallekte yer alr. 10 tabanna gre genlik oran logaritmasnnok kk olmasndan dolay, genellikle bunun 20 kat olandesibel (dB) cinsinde deerler yer alr.

    MATLAB da bode diyagramlarnn izilmesi iin bodefonksiyonu kullanlmaktadr. Kullanm biimi aada olduugibidir.

    bode(sys)bode(sys,w)

    [mag,phase,w] = bode(sys) (sys,w)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    3/204

    sys transfer fonksiyonu, sfr-kutup-kazan veya durum

    denklemi olan bir dorusal zamanla deimeyen bir sistemdir.

    w bode diyagramnn iziminde kullanlacak frekansdeikenlerinin atand vektrdr.

    mag sistemin frekans cevabnn atand deikendir.

    phase derece cinsinden alarn atand deiken.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    4/204

    rnek 1: Transfer fonksiyonu aada verilen sistemin bodediyagramn iziniz.

    zm :

    >> sys=tf([1],[1 1/2 1])

    Transfer function:1

    ---------------s^2 + 0.5 s + 1

    >> bode(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    5/204

    Bode Diyagram

    ekil 9.1 rnek 1deki bode fonksiyonu grafii

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    6/204

    ekil 9.1de grld gibi stteki grafik sistemin genliini, alttakigrafik ise sistemin fazn gstermektedir. Grld gibi x eksenifrekans gstermekte logaritmik olarak artmaktadr. Faz derece

    cinsinden, genlik ise olarak desibel cinsinden ifade edilmektedir.

    rnek 2 : Yukarda rnek 1de verilen transfer fonksiyonunungenlik ve faz deerlerinin elde ediniz.

    zm :

    >> bode(sys)

    >> [mag,phase]=bode(sys)

    Yukardaki komut satrlarnn icras ile MATLAB 50 deerli genlik vefaz deerlerini ieren iki vektr oluturur. Aada olduu gibi.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    7/204

    mag(:,:,1) = mag(:,:,7) = mag(:,:,13) = mag(:,:,19) =

    10.088 10.372 11.694 15.746

    mag(:,:,2) = mag(:,:,8) = mag(:,:,14) = mag(:,:,20) =

    10.112 10.475 12.223 16.834

    mag(:,:,3) = mag(:,:,9) = mag(:,:,15) = mag(:,:,21) =

    10.142 10.608 12.404 17.950

    mag(:,:,4) = mag(:,:,10) = mag(:,:,16) = mag(:,:,22) =

    10.180 10.781 13.065 19.003

    mag(:,:,5) = mag(:,:,11) = mag(:,:,17) = mag(:,:,23) =

    10.229 11.006 13.843 19.879

    mag(:,:,6) = mag(:,:,12) = mag(:,:,18) = mag(:,:,24) =

    10.292 11.301 14.740 20.457

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    8/204

    mag(:,:,25) = mag(:,:,31) = mag(:,:,37) = mag(:,:,43) =

    20.656 10.941 0.2633 0.0547

    mag(:,:,26) = mag(:,:,32) = mag(:,:,38) = mag(:,:,44) =

    20.422 0.8714 0.1990 0.0428

    mag(:,:,27) = mag(:,:,33) = mag(:,:,39) = mag(:,:,45) =

    19.588 0.6818 0.1518 0.0335

    mag(:,:,28) = mag(:,:,34) = mag(:,:,40) = mag(:,:,46) =

    18.042 0.5260 0.1167 0.0263

    mag(:,:,29) = mag(:,:,35) = mag(:,:,41) = mag(:,:,47) =

    15.884 0.4007 0.0903 0.0207

    mag(:,:,30) = mag(:,:,36) = mag(:,:,42) = mag(:,:,48) =

    13.407 0.3531 0.0702 0.0163

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    9/204

    mag(:,:,49) = phase(:,:,5) = phase(:,:,11) = phase(:,:,41) = phase(:,:,47) =

    0.0128 -47.050 -103.247 -1.710.246 -1.758.401

    mag(:,:,50) = phase(:,:,6) = phase(:,:,12) = phase(:,:,42) = phase(:,:,48) =

    0.0101 -53.288 -119.532 -1.721.594 -1.763.180

    phase(:,:,1) = phase(:,:,7) = phase(:,:,13) = phase(:,:,43) = phase(:,:,49) =

    -28.913 -60.459 -139.558 -1.731.250 -1.767.383

    phase(:,:,2) = phase(:,:,8) = phase(:,:,14) = phase(:,:,44) = phase(:,:,50) =

    -32.617 -68.750 -164.787 -1.739.541 -1.771.087

    phase(:,:,3) = phase(:,:,9) = phase(:,:,39) = phase(:,:,45) =

    -36.820 -78.406 -1.680.468 -1.746.712

    phase(:,:,4) = phase(:,:,10) = phase(:,:,40) = phase(:,:,46) =

    -41.599 -89.754 -1.696.753 -1.752.950

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    10/204

    Band genilii (Bandwidth) : Sistemin genliinin 0.707 yada3dB olduu andaki frekans deerine band genilii denir.

    rnek 3 : rnek 1de verilen sistemin band geniliinibulunuz. [7]

    zm : ncelikle sistemin genlik ve faz deerleri bulunur.Bulunan deerlerle bir grafik izilir ve 0.707ye gelen genlikdeerinden frekans deeri elde edilir. Buda sistemin band

    geniliini verir. ekil 9.3te grld gibi.

    >> numG = 1;>> denG = [1 0.5 1];

    >> [m,p,w]=bode(numG,denG);>> loglog(w,m);

    >> axis([0.1 10 0.01 10]);

    >> grid;

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    11/204

    ekil 9.2 Kazan Paynn bode diyagram zerinde bulunmas

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    12/204

    Kazan pay (Gain margin) : Bir sistemin giriiylek arasndaki faz farknn 180 olduuandaki genlikler oran tersidir. ekil 9.3de GMolarak ifade edilen deer kazan paydr.

    Aada da grld gibi faz asnn -180olduu deerden genlik grafiine bir dikizildiinde elde edilen genlik deerininsfrdan kartlmasyla GM elde edilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    13/204

    ekil 9.3 Kazan Paynn bode diyagram zerinde bulunmas

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    14/204

    Faz pay (Phase margin) : Bir sistemin giriiyle k arasndaki faz farknn 180olduu andaki frekans deeridir.

    ekil 9.4 Faz Paynn bode diyagram zerinde bulunmas

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    15/204

    ekil 9.4te grlen PM sistemin faz payn ifade

    etmektedir. PM, genlik deerinin sfr olduu andakia deerinin, 180 a deeri ile arasndaki farktr.

    rnek 4 : Transfer fonksiyonu aada verilen sisteminkazan ve faz paylarn bulunuz.

    )2)(1(

    1)(

    ssssG

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    16/204

    zm : >> sys=zpk([],[0 -1 -2],1)

    Zero/pole/gain:1

    -------------

    s (s+1) (s+2)

    >> [qm,pm,wcg,wcp]=margin(sys)

    qm = 6.0000

    pm = 53.4109

    wcg = 1.4142

    wcp = 0.4457

    Sistemin wcg ve wcp frekanslarndaki gm(kazan pay) ve qm (faz pay) deerlerini

    gsterir.Ayn sonucun grafiksek olarak bulunmas uekilde olur.

    >> margin(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    17/204

    Yukarda ki komut satr iletildiinde aadaki grafik oluur.

    ekil 9.5 rnek 4teki margin fonksiyonunun grafii

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    18/204

    Nyquit diyagram frekans deiimlerine karlk gelen modl ve faz as

    deiimlerinin erisini verir. The Control System Toolboxta yer alan nyquistfonksiyonu bir frekans cevab fonksiyonu olup, bode fonksiyonundakullanlan giri argmanlarn kullanr. ki fonksiyon arasndaki fark kargmanlardr. Nyquist fonksiyonu farkl frekans deerleri iin ak dngtransfer fonksiyonunun sanal bileenine karlk gelen gerek bileeninerisini izer. Nyquist erisi genellikle kararllk zmlemesi iin kullanlr.

    Kullanm biimi aada olduu gibidir.

    nyquist(sys)

    nyquist(sys,{wmin,wmax})

    [re,im]=nyquist(sys,w)

    9.2 Nyquist Diyagram

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    19/204

    sys transfer fonksiyonu, sfr-kutup-kazan ve durumdenklemi alan bir sistem.

    wmin,wmax nyquist iziminin oluturulacamaksimum ve minimum frekans deerleri

    re frekans cevabn oluturan gerek (real) ksmlar

    im frekans cevabn oluturan sanal (imajiner)

    ksmlar

    rnek 5 : Aada transfer fonksiyonu verilen sistemin nyquistdiyagramn iziniz.

    )32()1()2(7)(

    22

    sssssT

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    20/204

    zm : >> sys1=zpk(-2,[1 1],7)

    Zero/pole/gain:7 (s+2)-------

    (s-1)^2

    >> sys2=tf(1,[1 2 3])

    Transfer function:1

    -------------s^2 + 2 s + 3

    >> sys=sys1*sys2

    Zero/pole/gain:7 (s+2)

    ----------------------(s-1)^2 (s^2 + 2s + 3)

    >> nyquist(sys)>> grid on>> title('Nyquist diyagrami')

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    21/204

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    22/204

    rnek 6 : Durum denklemi deikenleri aada verilen sistemin nyquist diyagramn

    iziniz.

    ekil 9.6 rnek 5deki nyquist fonksiyonunun izimi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    23/204

    zm :>> A=[1 -1;2 1];>> B=[0 ;1];

    >> C=[1 0]; >> D=0; >> sys=ss(A,B,C,D)

    a = x1 x2 x1 1 -1 x2 2 1 b =

    u1 x1 0 x2 1 c = x1 x2 y1 10 0 d = u1 y1 0 Continuous-time model. >> nyquist(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    24/204

    Yukardaki komut satrlarnn icras ile ekil 9.7teki grafik izilir.

    ekil 9.7 rnek 2deki nyquist fonksiyonunun izimi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    25/204

    Argman ilkesi : Bu ilke ile nyquist diyagramnabakarak sistemin kararl olup olmadn syleyebiliriz.

    Argman ilkesi (9.1) denkleminde ifade edilmektedir.Argman ilkesine gre bir sistem iin Z = 0 (sfr) ise

    sistem kararldr denir. Z 0 ise sistem kararszdr. [4]

    N=Z-P

    N : Nyquist diyagramnda (-1)i evreleme says . Saatynnde evreleme pozitif, tersi olan evreleme negatifalnr ve toplam Nyi verir.

    Z : Kapal sistemin transfer fonksiyonunun sa yarmkredeki kutuplarnn says

    P : G(s)H(s)nin ak evrim kutuplarnn says

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    26/204

    evreleme : Bir karmak fonksiyon dzleminde eer birnokta yada blge kapal bir yolun iinde bulunuyorsao nokta yada blgeye evrelenmi denir.

    Kapsama : Kapal bir yol tarafndan evrelenen noktayada dzlem iin evreleme ynnn solunda kalanblge kapsanm blgedir.

    rnek 7 : Ak evrim transfer fonksiyonu aadaverilen sistemin nyquist diyagramn izin ve kararlolup olmadn bulun.

    127

    2410)(

    2

    2

    ss

    sssG

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    27/204

    zm : Z = P + N denklemi yoluyla kararllk test edilecektir. Bunun iin ncesistemin ak evrim transfer fonksiyonunun kutuplar saysna baklr.

    >> roots([1 -7 12])

    ans = 4 3

    Yukarda grld gibi N=2dir.

    Bundan sonra sistemin nyquist diyagram izilir ve (-1) evreleme saysna baklr.

    >> sys=tf([1 10 24],[1 -7 12])

    Transfer function: s^2 + 10 s + 24 --------------- s^2 - 7 s + 12

    >> nyquist(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    28/204

    ekil 9.8 rnek 7daki nyquist fonksiyonu grafii

    ekil 9.8 de de grld gibi (-1) noktas saatin tersi ynnde iki kere

    evrelenmitir. Bu yzden N=-2dir.

    Z=P+N denkleminden Z=0 olduu grlr. Bu sistemimizin kararlolduunu gstermektedir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    29/204

    rnek 8 : Yukardaki rnekte sistemimizin kazanc 1 kabul edildiini varsayarsak kazancn100 deeri iin nyquist diyagramn elde ediniz.zm :>> nyquist(sys*100)

    ekil 9.9 rnek 8deki nyquist fonksiyonu

    ekil 9.9 de de grld gibi sistemin kazanc arttrldnda sisteminkararll deimemektedir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    30/204

    rnek 9 : Yukardaki rnekte sistemimizin kazanc 1 kabul edildiini varsayarsakkazancn 0.5 deeri iin nyquist diyagramn elde ediniz.zm :>> nyquist(sys*0.5)

    ekil 9.10 rnek 9deki nyquist fonksiyonu grafii

    ekil 9.10 da da grld gibi sistemin kazanc azaltldnda sisteminkararll deimektedir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    31/204

    9.3 Nichols Aba

    G(jw) Nyquist yer erisinde kutupsal koordinatlardaalmann en nemli sakncas, sistemde evrim kazancnndeitirilmesi gibi basit bir ilem yapldnda, erinin ilk zgnbiimini korumamasdr. Tasarmda genellikle, evrim kazancndeitirmek gerektii gibi sisteme seri kontrolrlerde eklemekgerekebilir. Bu durumda sistemin nyquist diyagram yenidenizilmelidir. Mr ve BG ile ilgili tasarm ilemlerinde G(jw)nngenlik-faz erisi ile almak kolaylk salar, nk evrimkazanc deitirildiinde tm G(jw) erisi deiiklieuramadan yukar aa kayar. G(jw)nn faz zellii kazantanbamsz deitirildiinde ise genlik-faz yer erisi sadece yatay

    dorultuda etkilenir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    32/204

    MATLAB da nichols abann izimini salayan fonksiyon

    nichols dur. Kullanm biimi aada olduu gibidir.

    nichols(sys)

    nichols(sys,w)

    [mag,phase] = nichols(sys,w)

    mag frekans cevab genlik deerlerinin atand deikendir

    phase frekans cevab faz deerlerinin atand deikendir

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    33/204

    rnek 10 : Transfer fonksiyonu aada verilen sistemin nichols diyagramniziniz.

    zm :>> num = [-4 48 -18 250 600];>> den = [1 30 282 525 60];>> sys = tf(num,den)

    Transfer function:-4 s^4 + 48 s^3 - 18 s^2 + 250 s + 600--------------------------------------s^4 + 30 s^3 + 282 s^2 + 525 s + 60

    >> nichols(sys); ngrid

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    34/204

    Yukardaki komut satrlar iletildiinde ekil 9.11 grafii izilir.

    ekil 9.11 rnek 10daki nichols fonksiyonu grafii

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    35/204

    BLM 10

    10 MATLAB DA PID TASARIMI

    Kapal dng denetim sistemi iki blmden olumaktadr. Birincisi denetlenensistem, ikincisi ise kontrolrdr.

    R+

    -

    eKontrolr

    uT(s)

    C

    Kontrolrlerde kullanlan belli bal denetim etkileri unlardr;-Orant denetim etkisi (P etki)-ntegral denetim etkisi (I etki)-Trev (Differansiyel) denetim etkisi (D etki)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    36/204

    Bu temel denetim etkilerinin bir yada birkann bir arada kullanlmasyla

    eitli kontrolr sistemleri elde edilebilir. PID kontrolr de bunlardanbiridir. Yukarda ki denetim etkisinin birleimiyle oluan kontrolre PIDdenir. PID kontrol seri bal PI ve PD ksmlarndan oluur. PIDkontrolrnn transfer fonksiyonu aadaki ekilde yazlabilir.

    : Oransal kazan

    : ntegral kazanc

    : Trev kazanc

    s

    KsKsKsK

    s

    KK IPDD

    IP

    2

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    37/204

    10.1 P, I ve D Kontrolrlerin zellikleri

    Tablo 10.1 P, I ve D denetim etkilerinin temel karakteristik zelliklerini

    iermektedir. Genellikle bu tablo sistemlerde dorulanmakla beraberbazen baz sistemler farkl sonular verebilir, nk Kp, Ki ve Kd birsistemde birbirlerini etkileyen elementlerdir.

    Tablo 10.1 P,I ve D karakteristik zellikleri

    Kazan Ykselme zaman Am Yerleim zaman Kalc-durum hatas

    Kp Azalr Artar Etkisi az Azalr

    Ki Azalr Artar Artar Kaldrr

    Kd Etkisi az Azalr Azalr Etkisi az

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    38/204

    rnek 10.1 : Aada verilen sistemi MATLAB ortamnda znz. K sisteminkontrolrdr.

    RK

    2010

    12

    ss

    C

    zm :ncelikle, K=1 iken, yani sistemimizin kontrolr etkisi olmadan nasl bir

    basamak cevab olduunu grelim

    >> sys=tf([1],[1 10 20])

    Transfer function:1

    ---------------s^2 + 10 s + 20

    >> step(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    39/204

    ekil 10.1 rnek 1deki sistemin K=1 iin birim basamak cevab

    ekil 10.1de grld gibi transfer fonksiyonumuzun kazanc 0.05 dir.

    Bu, girii birim basamak olan bir sistemin kdr. Sistemin kalc halhatas yaklak 0.95 dir. Ykselme zaman (the rise time) yaklak 1saniyedir. Yerleme zaman (the settling time) 1.5 saniyedir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    40/204

    Oransal kontrol (P etki)

    Oransal kontrolrn transfer fonksiyonu sabit bir say eklindedir ve Kp

    ile gsterilir. Oransal kontrol sistemin ykselme zamann azaltr ve kalcdurum hatasn azaltr, am arttrr.

    rnek 2 : Transfer fonksiyonu yukarda verilen sistemin oransal kontrolrkullanlarak birim basamak cevabn elde ediniz.

    zm : ncelikle oransal kontrolrle sistem aada olduu gibidir. Oransalkontrolr kazanc Kp=300 alnr.

    R+

    -Kp=300

    2010

    12

    ssC

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    41/204

    >> G=tf([1],[1 10 20]);

    >> Kp=300;

    >> Gc=G*Kp;

    >> sys=feedback(Gc,1,-1)

    Transfer function:

    300

    ----------------

    s^2 + 10 s + 320

    >> step(sys)

    Yukardaki komut satrlar icra edildiinde birim basamak cevab ekil10.2de olduu gibidir. Grafie bakldnda oransal kontrolrnkarakteristikleri grlecektir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    42/204

    ekil 10.2 rnek 2deki sistemin Kp=300 iin birim basamak cevabekil 10.2 de grld gibi sistemin kazanc 1.3e ykselmitir. Am

    artmtr. Bununla birlikte, sistemin ykselme zaman, yerleim zaman vekalc durum hatas azalmtr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    43/204

    Orant-Trev Kontrol (PD etki)

    Trev kontrol hatann trevini alarak bir kontrol sinyali retir. Dolaysylakalc durum hatas zerinde bir etkisi yoktur, nk sabit bir sinyalin trevisfrdr. Bu yzden, trev etki kontrolrlerde yalnz bana kullanlmaz dieretkilerle beraber kullanlr.

    Orant-Trev kontrolrler her iki denetim etkisinin zelliklerini tarlar.Sistemin transfer fonksiyonu (10.2) denkleminde olduu gibidir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    44/204

    rnek 3 : Transfer fonksiyonu rnek 1de verilen sistemin orant-trevkontrolr kullanlarak birim basamak cevabn elde ediniz.

    zm : ncelikle orant-trev kontrolrle sistem aada olduu gibidir.Oransal kontrolr kazanc Kp=300 ve =10 alnr.

    R

    +

    -)( sKK DP

    2010

    12

    ss

    C

    Sistemin transfer fonksiyonu aada olduu gibidir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    45/204

    Sistemin MATLAB da yazlm ve birim basamak cevab aada olduu gibidir.

    >> Kp=300;

    >> Kd=10;

    >> sys=tf([Kd Kp],[1 (10+Kd) (20+Kp)])

    Transfer function:

    10 s + 300

    ----------------s^2 + 20 s + 320

    >> step(sys)

    Yukardaki komut satrlar icra edildiinde ekil 10.3teki grafik elde edilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    46/204

    ekil 10.3 rnek 3deki sistemin Kp=300 ve Kd=10 iin birim basamak cevab

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    47/204

    Orant-ntegral Kontrolr (PI etki)

    ntegral kontrolr, hata deeri sabit bir deerde kalmsa bu hataygidermek zere giderek artan bir kontrol sinyali reterek sistem knnreferans deere ulamasn salar. Hata sfr olduunda integral k dasfr olur.

    Orant-Trev kontrolrler her iki denetim etkisinin zelliklerini tarlar.Sistemin transfer fonksiyonu (10.3) denkleminde olduu gibidir.

    s

    sKK PI )(

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    48/204

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    49/204

    Sistemin MATLAB da yazlm ve birim basamak cevab aada olduu gibidir.

    >> Kp=30;

    >> Ki=70;

    >> sys=tf([Kp Ki],[1 10 (20+Kp) Ki])

    Transfer function:

    30 s + 70

    ------------------------

    s^3 + 10 s^2 + 50 s + 70

    >> step(sys)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    50/204

    Yukardaki komut satrlar icra edildiinde ekil 10.4teki grafik elde edilir.

    ekil 10.4 rnek 4deki sistemin Kp=30 ve =70 iin birim basamak cevab

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    51/204

    Orant-ntegral-Trev Kontrolr (PID etki)

    Orant-ntegral-Trev kontrolrler her denetim tr etkisininzelliklerini tarlar. Sistemin transfer fonksiyonu (10.1) denklemindeolduu gibidir.

    rnek 5 : Transfer fonksiyonu rnek 1de verilen sistemin orant-integral-trevkontrolr kullanlarak birim basamak cevabn elde ediniz.

    zm : ncelikle orant-integral kontrolrle sistem aada olduu gibidir.Orant kontrolr kazanc Kp=350 , =300 ve =50 alnr.

    s

    KsKsK IPD 2

    2010

    12

    ss

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    52/204

    Sistemin transfer fonksiyonu aada olduu gibidir.

    Sistemin MATLAB da yazlm ve birim basamak cevab aada olduu gibidir.

    >> Kp=350;>> Ki=300;>> Kd=50;>> sys=tf([Kd Kp Ki],[1 (10+Kd) (20+Kp) Ki])

    Transfer function:50 s^2 + 350 s + 300

    --------------------------

    s^3 + 60 s^2 + 370 s + 300

    >> step(sys

    IPD

    IPD

    KsKsKs

    KsKsKsT

    )20()10()(

    23

    2

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    53/204

    Yukardaki komut satrlar icra edildiinde ekil 10.5teki grafik eldeedilir.

    ekil 10.5 rnek 5deki sistemin Kp=350 , =300 ve =50 iin birim basamak

    cevabekil 10.5te grld gibi am ve kalc hal hatas ortadan kalkmtr.Ykselme zaman ise ok kktr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    54/204

    BLM 11

    11 SMULNK'E GR

    11.1 Temel Bilgiler

    Simulink, MATLAB'n bir uzants olup, blok diyagramlarla dorusal vedorusal olmayan dinamik sistemlerin simlasyonunda menlerle alanbir grafik arayz kullanr. Bir blok diyagram, genellikle bir giri, sistemin

    kendisi ve bir ktan ibarettir. Blok diyagramnn grafik gsterimi ekil11.1de gsterilmitir.

    giri, x Sistem,y=f(x) k, y

    ekil 11.1 Simulinkte blok diyagram gsterimi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    55/204

    Simulink, kullancnn karmak sistemlerin modellerini

    zahmetsizce kurmasna ve onlar dorudan bir MATLABprogram yazp hatalarn dzeltmek zorunda kalmaksznanalizine imkan tanr. Simulink, MATLAB ile birliktealtrlmasna ramen, MATLAB komutlarnn programlarnnveya programlama kurallarnn ok iyi bilinmesini gerektirmez.Simulink daha zelletirilmi bir yazlm olmas nedeniyleMATLAB kadar genel ve gl deildir; fakat dinamik analizinpek ok tipi iin kullanm ok kolaydr ve verimli kullanmakiin de genel olarak ok az bilgisayar ve programlamatecrbesi gerektirir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    56/204

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    57/204

    Simulink, sadece MATLAB iinde kullanlabilir. Dolaysylabir MATLAB oturumu balatldktan sonra, ya alan MATLABkomut penceresinden simulink komutu girilir veya bupencerenin st ksmnda grlen Simulink Library Browsersimgesine tklanarak ulalabilir. Simulink balar balamaz

    ktphane (library) isimlerini ihtiva eden ekil 11.2'dekinebenzer bir pencere alr (sizin farkl/ilave ktphane adlarnasahip olabilmeniz hali hari). Bir ktphane, dinamik modelleryapmak iin kullanlan bloklarn topluluudur.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    58/204

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    59/204

    ekil 11.3 Simulink bloklar ve alt bloklar

    Simulink bloklar snflara ve alt snflara ayrlmtr. Altsnflar da baka alt snflara ayrlmaktadr. Bu alt snflanamak ve kullanmak iin bir ktphane adnn nndeki artiaretinin tklanmas gerekir. Simulink ktphanesininnndeki art iaretine basldnda blok ktphanelerimensn ieren dier bir pencere alr (ekil 11.3'e baknz).

    Bu alt snflara tklandnda bir dizi blok adlar kullancyasunulur. Bu bloklar -mesela contunious (srekli zaman)- altbloklara sahiptirler ve bu alt bloklardan kullanlacaklar birsimulink model ortamna fareyle srklenerek tanabilirler.Yeni bir simulink model ortamnn almas iin SimulinkLibrary Browser penceresinden File>New>Modelseilmesigerekmektedir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    60/204

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    61/204

    11.2.2 Ayrk Zaman Bloklar (Discrete)

    : Giri sinyalinin zamana gre integralini alr.

    : ok girili ve ok kl dorusal bir sistemindurum uzay modeli

    : Dorusal bir sistemin transfer fonksiyonu modeli

    : Dorusal bir sistemin sfr-kutup-kazan modeli

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    62/204

    11.2.2 Ayrk Zaman Bloklar (Discrete)

    : Ayrk zamanl transfer fonksiyonu modeli

    : Ayrk zamanl Sfr-kutup-kazan modeli

    : Ayrk zamanl durum denklemi modeli

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    63/204

    11.2.3 Fonksiyon ve Tablolar (Functions & Tables)

    : Bu blok, matematik ifadeler iin fonksiyon oluturmaya yarar, uharfi giri sinyali iin kullanlmaktadr. rnek bir ifade tan(u[l])*exp(u[2] } olabilir; burada u[l] and u [ 2 ] srasyla birinci ve ikincigiri verileri kmelerini temsil etmektedir.

    : Bir MATLAB fonksiyonuna giri deerlerini aktarr. Bu fonksiyonMATLAB'n hazr bir fonksiyonu veya kullanc tarafndan yazlm bir M-fonksiyonu olabilir.

    : Kullanc tarafndan tanmlanan bir bloktur. S-function, m-file,c,adayada fortran dillerinde yazlabilir fakat s-function standartlarndaolmak zorundadr. Kendisine ait drt adet deikeni vardr. stenirsekullanc deiken ekleyebilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    64/204

    11.2.4 Matematik Bloklar (Math)

    : Giri deikeni olan u nun mutlak deerini alr.

    : Giri deikeninin bykln ve asnhesaplar

    : Giriin sanal ve gerek ksmlarn ka verir

    : Giri vektrlerinin nokta arpmlarn hesaplar

    : Kazan sabiti. stenilen bir deer atanabilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    65/204

    : Ve, Veya, Deil gibi bir dizi mantk ilemlerinigerekletirmek iin kullanlabilen bir blok.

    : ...den kk,...e eit veya ...den byk gibi bir dizi ilikiilemlerini uygulamak iin kullanlabilen bir blok.

    : Girie uygulanan byklk ve a deikenlerinibirletirerek ka verir.

    : Sanal ve gerek olan iki girii birletirerek kaverir.

    : exp, sin, sqrt v.s. gibi bir dizi matematik fonksiyonlar icra

    etmek zere ayarlanabilen bir blok

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    66/204

    : Girilerin minimumunu yada maksimumunuka verir.

    : Bir arpma veya blme yapmak iin kullanlabilen blok (Blmeblenin tersiyle yaplan bir arpma olarak dnlmelidir).

    : Girii yuvarlamak iin kullanlr. MATLAB da kullanlan drtyuvarlama foksiyonuda kullanlabilir.

    : k deeri olarak; Pozitif giri iin l, negatif giri iin -l ve sfr giriiin 0 deerini verir. Bu MATLAB' daki sign(x) fonksiyonuna benzerdir.

    : alma annda deitirilebilen kazan.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    67/204

    : Girilerin toplamn veya farkn veren bir blok. Girilerin says veher bir girie uygulanacak iaret, blok diyalog kutusundaayarlanabilir.

    : Sins ve kosins gibi standarttrigonometrik fonksiyonlar tatbik iin kullanlabilenbir blok

    11.2.5 Dorusal Olmayan Bloklar (Nonlinear)

    : l-band genilii sistemin durumuna greyaplandrlr

    : l-band blgesinde giri iin k sfrdr

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    68/204

    : alma esnasnda zerine fareyle ift tklanarak konumdeitiren anahtar.

    : Sinyalin alt ve st deerlerini snrlanm haliyle ka verir

    : Giri sinyallerinin deiimlerini snrlar

    : 2 nolu giri eikten byk yada eitse 1 nolu giriteki sinyalka verilir. Dier koullarda 3 nolu giri ka verilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    69/204

    11.2.6 Sinyaller ve Sistemler (Signals & Systems)

    : Birden fazla bloun tek bir blok iinde toplanmasn salar

    : Bir hafza blgesi tanmlar

    : Data store memory ile tanmlanan hafza blgesindenveri okumak iin kullanlr.

    : Data store memory ile tanmlanan hafza blgesine verisaklanmas iin kullanlr

    : Bir giri sinyal vektrn sonlu sayda skaler k sinyallerineayran blok (De-Multiplex iin)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    70/204

    : Sonlu sayda skaler giri sinyallerini bir k sinyali matrisiretecek tarzda birletiren blok (Multiplex iin).

    : Bir alt-sistem iin giri portu salar

    : Bir alt-sistem iin k portu salar

    : Bir alt-sistem ierisinde tetikleme al-sistemi oluturmak iinkullanlr

    : Giri sinyalinin geniliini ka verir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    71/204

    11.2.7 Kuyu Bloklar (Sinks)

    Kendisine veri giren ama k olmayan bloklar burada yer alr.

    : Giri sinyalinin o anki deerini gsterir.

    : Skaler veya vektr sinyallerini osiloskoptakine benzer tarzdagrafik olarak gsteren bir blok.

    : Giri sinyali sfrdan farkl olduunda simlasyonu udurduran blok

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    72/204

    : Zaman MAT dosyas olarak saklar

    : Bir giri sinyalini, MATLAB alma alannda, simlasyonbittikten sonra, eriilebilir bir MATLAB matrisindedepolayan blok.

    : ki skaler girii kullanarak bir grafik izdiren blok.stteki giri kapsna balanan sinyal bamsz deiken(x ekseni) ve alttakine balanan ise baml deikendir(y ekseni).

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    73/204

    11.2.8 Kaynak Bloklar (Sources)

    : Rasgele ses sinyali retir

    : Zamana gre artan dorusal bir sinyal retir

    : Mevcut simlasyon zamanndan ibaret bir sinyalblou.

    : Sabit bir saysal deer reten blok. Sabit, bir skalerveya vektr olabilir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    74/204

    : alma alanndan deer okumak iin kullanlr

    : Simlasyonun alma annda bir MAT dosyasndanzaman ve giri verilerini okur

    : Ayrk zamanl puls jeneratr

    : Srekli zamanl puls jeneratr

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    75/204

    : Dzgn artan veya azalan bir sinyal reten blok

    : Sinyal jeneratr. eitli dalga ekillerini reten blok.

    : Sinyal retici. Dalga ekillerini reten blok.

    : Basamak sinyali retir

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    76/204

    11.3 Model Kurma

    Bir model kurmak ve saklamak iin Simulink'in modelpenceresinin almas lazmdr. Bu ilem ya MATLAB komutpenceresinin st tarafndaki File mensnden New/Modelkomutunu seerek (ekil 1.1'e baknz) veya Simulink

    Ktphane Gezgini'nin (Simulink Library Browser) stksmnda yeni bir model olutur dmesine tklayarakgerekletirilebilir. Bu ilem neticesinde aada ekil11.4'dekine benzer bir pencere alacaktr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    77/204

    ekil 11.4 Simulink Model Penceresi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    78/204

    Kurulan modeli saklamak iin yine File mensnden Save veya SaveAs.. komutu seilebilir ve ona bir isim atanabilir.

    rnek olarak bu blmde, sins fonksiyonunun grafiini elde etmeyeyneliktir model oluturulacaktr. Sins grafiini verecek bir blok

    diyagramn elde etmek iin baz bloklarn bu model penceresi iinesrklenmesi gerekir.

    Kaynak Bloklar, Matematik Bloklar ve Kuyu Bloklar (Sources, Math andSinks) srasyla Clock, Trigonometric Function, and Scope bloklarnkullanmaktr. Burada ayn problem iin ayn sonucu verecek bir dizikombinasyon daha olduunu kaydedelim; fakat bu kullancnn modelioluturmadaki tercihiyle ilgili bir meseledir.

    Bir ktphaneden bir blou model penceresine tamak iin evvela,blok, farenin sol dmesiyle iaretlenir ve sonra model penceresinesrklenir. Bu, basit bir srkle ve brak ilemidir. Yukarda bahsedilenbloklar, birbiri ardna model penceresine srklendiinde model penceresiaada ekil 11.5'teki gibi grnr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    79/204

    ekil 11.5 Baz balantsz bloklar ieren bir model

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    80/204

    Bloklar birbirine balamak iin her bir blounkenarlarndaki kk oklar kullanlmaldr. Bir bloun kokuna farenin sol dmesiyle tklanp balant hattnn dierbir bloun giri okuna birleene kadar srklenmesi bu iki blokarasnda bir sinyal transferinin olmasyla neticelenir. Balantyapldktan sonra oklarn grntlerindeki deiiklie ekil11.6da dikkat ediniz. Bir bloun yeri onu basite farenin soldmesiyle tutup etrafta gezdirilerek deitirilebilir. Herhangibir blok veya balant hatt silinmek istenirse nce hatta veyabloa tklanr ve sonra klavyede delete tuuna baslr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    81/204

    ekil 11.6 Bloklar balandktan sonraki Simulink modeli

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    82/204

    11.4 Simlasyonlar altrma

    Model bir kez kurulduktan sonra simlasyon modelpenceresinin st ksmndaki Simulation mensnden Startseilerek balatlabilir. Mevcut modelle hibir eyolmayacakm gibi grnmektedir; zira ekranda ak hibir

    gsterge yoktur. Ancak, skop (scope) blouna ift tklanrsasins fonksiyonunun grafiinin izlenebilecei ekil 11.7'dekinebenzer kk bir pencere alacaktr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    83/204

    ekil 11.7 Skope penceresi

    ekilde grld gibi simlasyon 10 saniye sonra sona ermitir Bu sre

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    84/204

    ekilde grld gibi simlasyon 10 saniye sonra sona ermitir. Bu sresimlasyon durma zaman iin programda seilmi (default) bir sredir,fakat bu sre Simulation mensnden alan Simulation Parameters-parametre penceresi- diyalog kutusuna girilen herhangi bir deerle

    ayarlanabilir (ekil 11.8).

    ekil 11.8 Simulation Parameters diyalog kutusu

    BLM 12

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    85/204

    BLM 12

    12 A-KAPA TP KONTROLRN SMULNKTE MODELLENMES

    Otomatik Kontrol Dersi uygulamasnn amac, gnlk hayatta veendstride kullanlan kontrol sistemlerinin uygulama becerilerininrenciye kazandrlmas olarak zetlenebilir. Dersin ieriinde a-kapa(On-Off) tipi, orant tipi, integral tipi, orant art integral tipi,orant arttrev tipi, orant art integral art trev tipi kontrol sistemleribulunmaktadr. Bu kontrol sistemleri arasda yaygn olarak kullanlanlardan

    biri a-kapa tipi kontrolrdr. A-kapa tipi kontrolrler belirlenmi olan ikiseviyenin altnda veya stnde alrlar. Belirlenmi olan bu iki seviyearlna histerezis denmektedir. Yaptmz almada, histerezis genliideiimi, kontrolrn giriinde bulunan diren ile kontrol edilmektedir.Elde edilen analitik zm, deneysel olarak incelenmi ve sonuta mspetsonu alnarak, simlasyon hazrlamak amacyla matematik model

    kartlmtr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    86/204

    12.1 Matematiksel Modelleme

    almaya konu olan sistemin nce modeli gelitirilmitir.ekil 12.1deki devre a-kapa tipi kontrolr devresidir. ekildegrld gibi A-kapa tipi kontrolr devresi, referans girii,hata girii, OP-AMP ve direnlerden meydana gelmektedir. A-kapa tipi kontrolrn giri-k karakteristiinde grlen

    histerezis pozitif geri besleme ile salanmtr. zerindeallan modelde ama kontrolrn histerezis geniliini Rbdirenci ile ayarlamak tr. Bu aamadan sonra istenilendenklemleri kartabilmek iin OP-AMP n almaprensiplerinden faydalanlmtr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    87/204

    ekil 12.1 A-kapa tipi kontrolr devresi

    OP-AMP n zelliklerinden biri (+) ve (-) giri ularndaki potansiyel farksfrdr. Giri empedanslar ok yksek olduundan (+) ve (-) giri ularndanakan akm nanoamper seviyesindedir.

    Rx10 k

    Rf 10kR b47 k /50%

    R 10 k

    /50%

    Vref

    +15V R

    -15V R V +12V+-12V

    Vo

    V I 2I b

    eVb

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    88/204

    Aadaki (1) ve (2) eitlikleri OP-AMP n alma prensipleridir.

    (1)

    (2)

    Eitlik (1)ve (2) yardm ile Vo, (3) eitlii elde edilir.

    10

    )(

    10bo

    b

    bb

    VV

    R

    VeV

    bb

    bbo

    R

    e

    R

    RVV

    *10)

    10*2(

    (3)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    89/204

    OP-AMP n kazan eitliinden yola klarak VH bulunur.

    b

    f

    R

    Rn (4)

    H

    bsatsat

    V

    RVVn

    ])([

    ;n

    RVVV bsatsatH

    ])([

    f

    bH

    R

    RVVV

    ]))15(15[(

    f

    bH

    R

    RV

    *30 (5)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    90/204

    Pratikte bV tam olarak sfr olmaz ve Rx direnci zerinden kk bir akm geer

    )(x

    b

    R

    VI ve Rx zerinde gerilim dm olur. VH deerini Vref=0 olduu iin

    az lde etkiler, Yaklak bR*25.0 (6)

    Yukarda VH, histerezis genliindeki e ye, yani a-kapa tipi kontrolrn bal

    tekabl etmektedir. Modelimizde bR direncinin deeri belirlenir

    ve histerezis genilii hesaplanr.

    hatasna

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    91/204

    12.2 Deneysel Sonular

    Sistemin matematiksel modeli elde edildikten sonra,

    sistemin istenilen ekilde davrandn ekil 12.1dekidzenein kurulmas ve yaplan deneyler sonucunda etkin birsonu elde ettiimizi grdk. Marmara niversitesi OtomatikKontrol Laboratuarnda dzeneimiz kurulmu. Histerezisgenilii, iki kanall osilaskop yardm ile elde edilmitir.Osialskobun bir probu Vo kna dier probuda hata giriine

    alndnda devrenin giri-k karakteristii ekil 12.2deolduu gibi elde edilmitir. Performans iin verimli olan bir Rbdeer aral seilerek Rb karlnda ortaya kan histerezisgenilii tespit edilmitir. Elde edilen grafiin ekil 12.3 degrld zere dorusall, birok sistemde, istenilendzeye uygun olduu grlmektedir. Yaplan deneylerde ekil

    12.2deki Rb deerlerinin aasndaki ve yukarsndakideerler iin sonu alnamamtr.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    92/204

    ekil 12.2 Rb-Histerezis deiimi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    93/204

    12.3 A-Kapa Tipi Kontrolr Simlatr

    Sistemin farkl denetim parametreleri altndaki davrannelde edebilmek ve retim ortamnda daha etkin bir ekildeelde edilenleri renciye aktarabilmek iin MATLAB yazlmnnSimulink modeli kullanlmtr. Matematiksel modeli ortaya

    koyabilmek iin bir s-function hazrlanmtr. S-functionhazrlanrken MATLABin m-file programlama dosyalarndanfaydalanlmtr. A-kapa tipi Kontrolr Simulink modeli ekil3te grld gibidir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    94/204

    ekil 12.3 A-kapa tipi kontrolr simulink modeli

    Simulink modelde oluturulan s-function iin kullanlan m-file dosyasaada olduu gibidir.

    function [sys x0 str ts] =

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    95/204

    function [sys,x0,str,ts] =On_Off(t,x,u,flag,Rb,InputOn,InputOff)

    %Variable block

    global han global devam %/*start up condition and controlling of devam parameter if t= han) devam=1; end if (u

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    96/204

    switch flag,

    % Initialization %

    % Initialize the states, sample times, and state ordering strings.

    case 0

    [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes(Rb,InputOn,InputOff);

    % Outputs %

    % Return the outputs of the S-function block.

    case 3 sys=mdlOutputs(t,x,u,InputOn,InputOff,devam);

    case { 1, 2, 4, 9 }

    sys=[];

    % Unexpected error handling

    otherwise error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);

    end

    % Return the sizes, initial conditions, and sample times for the

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    97/204

    , , pS-function.

    function [sys,x0,str,ts] =mdlInitializeSizes(Rb,InputOn,InputOff)

    sizes = simsizes; sizes.NumContStates = 0; sizes.NumDiscStates = 0; sizes.NumOutputs = -1;

    sizes.NumInputs = -1; sizes.DirFeedthrough = 1; sizes.NumSampleTimes = 1; sys = simsizes(sizes); str = [];

    x0 = []; ts = [-1 0]; % end mdlInitializeSizes

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    98/204

    % mdlOutputs

    % Return the output vector for the S-function

    function sys = mdlOutputs(t,x,u,InputOn,InputOff,devam)

    if (devam==1)

    sys=InputOn;

    end

    if (devam==0) sys=InputOff;

    end

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    99/204

    Elde edilen simlasyonda Laboratuar ortamnda kullandmz Rb deerlerikullanarak modelde elde edilen sonular ekil 12.4de gsterilmitir.

    Rb Direnci

    ekil 12.4 Matematiksek modelle birlikte Rb-Histerezis deiimi

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    100/204

    A-kapa tipi kontrolr simlasyonu, farkl Rb deerleri iin altrldndaekil 12.5daki sonular elde edilmitir.

    a) Rb 1.3 K b) Rb 4.1 K

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    101/204

    c) Rb 5.4 K d) Rb 7.07 K

    ekil 12.5 a,b,c,d grafikleri farkl Rb deerleri iin , simlasyondan eldeedilmitir.

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    102/204

    12.4 Sonu Ve Deerlendirme

    alma sonucu A-kapa tipi Kontrolr tasarmna farkl biryaklam kazandrmtr. Kontrolrn histerezis geniliininkontrolr iinde hata sinyalinin uyguland bir deiken (devreeleman,diren) ile ayarlanmas ve istenilen deere ekilmesisalanmtr. Bu kazanm ile birlikte MATLAB/Simulink

    ortamnda yaplan simlasyon sunulmutur. Simlasyon farkldeerler iin etkili sonular vermektedir. Bu ekilde devreyikurmadan, farkl deerler iin, devre analizi yaplabilir.Bununla birlikte, laboratuar uygulamalar ncesi rencilerinalmalarna grsel bir eitim imkan salanmaktadr.

    t l kl i Bl 14

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    103/204

    ntegral rnekleri Blm 14

    14.1)

    >> syms x

    >> p = 4*x^2

    p =

    4*x^2

    >> int(p,x,0,8)

    ans =

    2048/3

    14.2 )

    >> syms x>> p = 3*x^2

    p =

    3*x^2

    >> int(p,x,0,10)

    ans =

    1000

    14.3 ) 14.4)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    104/204

    >> syms x

    >> p = 9*x^2

    p =

    9*x^2

    >> int(p,x,0,10)

    ans =

    3000

    >> syms x

    >> p = x^2 + 1

    p =

    x^2 + 1

    >> int(p,x,1,2)

    ans =

    10/3

    14.5) Altrmalar

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    105/204

    1)

    >> syms x

    >> p = x^2 - 1

    p =

    x^2 - 1

    >> int(p,x,1,3)

    ans =

    20/3

    >> syms x>> p = x^2 + 2

    p =

    x^2 + 2

    >> int(p,x,0,1)

    ans =

    7/3

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    106/204

    3) 4)

    >> syms x

    >> p = x^2 - 2*x

    p =

    x^2 - 2*x

    >> int(p,x,0,2)

    ans =

    -4/3

    >> syms x>> p = x^2 - 2

    p =

    x^2 - 2

    >> int(p,x,2,4)

    ans =

    44/3

    5) 6)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    107/204

    5) 6)

    >> syms x>> p = x^2 + 2*x

    p =

    x^2 + 2*x

    >> int(p,x,0,2)

    ans =

    20/3

    >> syms x>> p = exp(x)

    p =

    exp(x)

    >> int(p,x,0,3)

    ans =

    exp(3) - 1

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    108/204

    7)8)

    >> syms x>> p = cos(x)

    p =

    cos(x)

    >> int(p,x,0,pi/2)

    ans =

    1

    >> syms x>> p = sin(x)

    p =

    sin(x)

    >> int(p,x,0,pi)

    ans =

    2

    Blm 15 integral teknikleri15.2)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    109/204

    15.1)

    >> syms x>> p = 3*x^2*(sqrt(x^3 + 1))

    p =

    3*x^2*(x^3 + 1)^(1/2)

    >> int(p,x,0,2)

    ans =

    52/3

    )

    >> syms x>> p = cos(x)/sin(x) + 3

    p =

    cos(x)/sin(x) + 3

    >> int(p,x,0,pi/2)

    ans =

    Inf

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    110/204

    15.3) 15.4)

    >> syms x>> int(exp(sin(x))*cos(x))

    ans =

    exp(sin(x))

    >> syms x>> p = log(x)/x

    p =

    log(x)/x

    >> int(p,x)

    ans =

    log(x)^2/2

    Altrmalar

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    111/204

    Altrmalar

    1) 2)

    >> syms x>> p = 3*x^2*exp(x^3) - 1

    p =

    3*x^2*exp(x^3) - 1

    >> int(p,x)

    ans =

    exp(x^3) - x

    >> syms x>> p = sin(x)*exp(cos(x))

    p =

    exp(cos(x))*sin(x)

    >> int(p,x,0,pi)

    ans =

    exp(1) - 1/exp(1)

    3) 4)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    112/204

    3) 4)

    >> syms x

    >> p = 2*x^3/5*sqrt(x^4 + 2)

    p =

    (2*x^3*(x^4 + 2)^(1/2))/5

    >> int(p,x)

    ans =

    (x^4 + 2)^(3/2)/15

    >> syms t>> int(cos(t)/exp(sin(t)))

    ans =

    -1/exp(sin(t))

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    113/204

    5) 6)

    >> syms x>> p = atan(x)/1 + x^2

    p =

    atan(x) + x^2

    >> int(p,x,1,sqrt(3))

    ans =

    (pi*3 (1/2))/3 - log(2)/2 - pi/4 + 3^(1/2) -

    1/3

    >> syms t p>> p = exp((sqrt(t))/2*sqrt(t))

    p =

    exp(t/2)

    >> int(p,t,0,1)

    ans =

    2*exp(1) (1/2) - 2

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    114/204

    7)

    >> syms x>> int(log(x)*log(x) / x*log(x))

    ans =

    log(x)^4/4

    15.5) 15.6)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    115/204

    >> syms x>> p = log(x)

    p =

    log(x)

    >> int(p,x)

    ans =

    x*(log(x) - 1)

    >> syms x>> p = x^2*exp(3*x)

    p =

    x^2*exp(3*x)

    >> int(p,x)

    ans =

    (exp(3*x)*(9*x^2 - 6*x + 2))/27

    15.7) 15.8)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    116/204

    >> syms x>> p = x^2*log(x)

    p =

    x^2*log(x)

    >> int(p,x)

    ans =

    (x^3*(log(x) - 1/3))/3

    >> syms x

    >> int(exp(-2*x)*(cos(3*x)))

    ans =

    -(2*cos(3*x) - 3*sin(3*x))/(13*exp(2*x))

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    117/204

    15.10)

    >> syms x>> int(2*x*atan(x))

    ans =

    2*atan(x)*(x^2/2 + 1/2) - x

    15.11)

    Ksmi integrasyon ile ilgili rnekler

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    118/204

    Ksmi integrasyon ile ilgili rnekler

    1)>> syms x>> int(sin(x)^3)

    ans =

    cos(3*x)/12 - (3*cos(x))/4

    >> syms x>> int(x*sin(x))

    ans =

    sin(x) - x*cos(x)

    2) 3)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    119/204

    >> syms x>> int(x*sqrt(1-x))

    ans =

    -(2*(3*x + 2)*(1 - x)^(3/2))/15

    >> syms x>> int(x*1/cos(x)^2)

    ans =

    log(cos(x)) + x*tan(x)

    >> syms x

    >> int(x*sec(x)^2)

    ans =

    log(cos(x)) + x*tan(x)

    4) 5)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    120/204

    >> syms x

    >> p = x*sin(x/2)

    p =

    x*sin(x/2)

    >> int(p,x,0,2)

    ans =

    4*sin(1) - 4*cos(1)

    >> syms x>> int(x*cos(x))

    ans =

    cos(x) + x*sin(x)

    6) 7)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    121/204

    >> syms x>> int(x^2*log(x))

    ans =

    (x^3*(log(x) - 1/3))/3

    >> syms x>> int(sin(x)^2*3*x)

    ans =

    (3*sin(x)^2)/4 - (3*x*sin(2*x))/4 +(3*x^2)/4

    8) 9)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    122/204

    >> syms x

    >> p = log(x+1)/sqrt(x+1)

    p =

    log(x + 1)/(x + 1)^(1/2)

    >> int(p,x,1,3)

    ans =

    8*log(2) - 2^(1/2)*(log(4) - 4) - 8

    >> syms x>> int(cos(x)^3)

    ans =

    sin(x) - sin(x) 3/3

    10) 11)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    123/204

    >> syms x

    >> int(x^3/sqrt(1 - x^2))

    ans =

    -((1 - x^2) (1/2)*(x^2 + 2))/3

    >> syms x

    >> int(log(x+1)/x + 1)

    ans =

    x - polylog(2, -x)

    12) 13)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    124/204

    >> syms x

    >> p = x*exp(2*x)

    p =

    x*exp(2*x)

    >> int(p,x,0,4)

    ans =

    (7*exp(8))/4 + 1/4

    >> syms x

    >> int(x*log(x))

    ans =

    (x^2*(log(x) - 1/2))/2

    14) 15)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    125/204

    >> syms x>> int(x^3*sqrt(1 - x^2))

    ans =

    -(1 - x^2) (1/2)*(x^2/15 - x^4/5 + 2/15)

    >> syms x

    >> int(x*tan(x)^2)

    ans =

    x*tan(x) - log(tan(x)^2 + 1)/2 - x^2/2

    16) 17)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    126/204

    >> syms x>> int(x^2/(1 - x^2)^2)

    ans =

    log(x - 1)/4 - log(x + 1)/4 - x/(2*(x^2 - 1))

    >> syms x>> int(x^2/(1 - x^2)^3/2)

    ans =

    log(x - 1)/32 - log(x + 1)/32 + x/(16*(x^2 -1)) + x/(8*(x^2 - 1)^2)

    18) 19)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    127/204

    18) 19)

    >> syms x>> p = x*exp(x)/(1 + x)^2

    p =

    (x*exp(x))/(x + 1)^2

    >> int(p,x,-2,2)

    ans =

    -Inf

    >> syms x

    >> int(x^2*exp(-x))

    ans =

    -(x^2 + 2*x + 2)/exp(x)

    20) 21)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    128/204

    >> syms x>> int(x^2*exp(2*x))

    ans =

    (exp(2*x)*(4*x^2 - 4*x + 2))/8

    >> syms x>> int(x^2*exp(-x))

    ans =

    -(x^2 + 2*x + 2)/exp(x)

    22) 23)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    129/204

    >> syms x>> int(x^2*exp(x))

    ans =

    exp(x)*(x^2 - 2*x + 2)

    >> syms x

    >> int(exp(x)*sin(x))

    ans =

    -(exp(x)*(cos(x) - sin(x)))/2

    24) 25)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    130/204

    >> syms x>> int(x^2*cos(x))

    ans =

    x^2*sin(x) - 2*sin(x) + 2*x*cos(x)

    >> syms x>> p = exp(-x)*sin(4*x)

    p =

    sin(4*x)/exp(x)

    26) 27)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    131/204

    >> syms x>> int(exp(-x)*(cos(pi*x)))

    ans =

    -(cos(pi*x) - pi*sin(pi*x))/(exp(x)*(pi^2 + 1))

    >> syms x>> int(exp(x)*cos(x))

    ans =

    (exp(x)*(cos(x) + sin(x)))/2

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    132/204

    15.20) 15.21)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    133/204

    >> syms x>> int(tan(x)^3)

    ans =

    log(cos(x)) - (cos(x)^2 - 1)/(2*cos(x)^2)

    >> syms x

    >> int(sin(x)^2*5)

    ans =

    (5*x)/2 - (5*sin(2*x))/4

    15.22) 15.23)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    134/204

    >> syms x>> int(sin(5*x)*sin(4*x))

    ans =

    sin(x)/2 - sin(9*x)/18

    >> syms x>> int(cos(x)^2*3)

    ans =

    (3*x)/2 + (3*sin(2*x))/4

    15.24) 15.25)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    135/204

    >> syms x

    >> int(cos(4*x)*cos(3*x))

    ans =

    sin(7*x)/14 + sin(x)/2

    >> syms x

    >> int(sin(3*x)*cos(3*x))

    ans =

    sin(3*x)^2/6

    15.26) 15.27)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    136/204

    >> syms x

    >> int(sin(5*x)*cos(4*x))

    ans =

    - cos(9*x)/18 - cos(x)/2

    >> syms x>> int(sin(x)^5)

    ans =

    (5*cos(3*x))/48 - cos(5*x)/80 -(5*cos(x))/8

    15.28) 15.29)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    137/204

    ) )

    >> syms x>> int(sin(x)^4)

    ans =

    (3*x)/8 - sin(2*x)/4 + sin(4*x)/32

    >> syms x>> int(cos(x)^5)

    ans =

    sin(x) 5/5 - (2*sin(x)^3)/3 + sin(x)

    15.30) 15.31)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    138/204

    ) )

    >> syms x>> int(('tan7')*x)

    ans =

    (tan7*x^2)/2

    >> syms x>> int(cos(x)^4)

    ans =

    (3*x)/8 + sin(2*x)/4 + sin(4*x)/32

    15 32) 15 33)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    139/204

    15.32) 15.33)

    >> syms x>> int(sin(x)^3*cos(x)^4)

    ans =

    - (cos(x)^5*sin(x)^2)/7 - cos(x)/28 -

    cos(3*x)/56 - cos(5*x)/280

    >> syms x>> int(sin(x)^5*cos(x)^7)

    ans =

    sin(x)^8/8 - sin(x) 10/30 -(cos(x)^8*sin(x)^4)/12 - sin(x) 6/6 +sin(x)^4/12

    15 34) 15 35)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    140/204

    15.34) 15.35)

    >> syms x

    >> int(sin(x)^2*cos(x)^4)

    ans =

    x/16 - (sin(x)*cos(x)^5)/6 + sin(2*x)/24 +sin(4*x)/192

    >> syms x>> int(sin(x)^3*cos(x)^2 / sin(x)^2 +2*cos(x)^2)

    ans =

    x - cos(3*x)/12 + sin(2*x)/2 - cos(x)/4

    15 36) 15 37)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    141/204

    15.36) 15.37)

    >> syms x>> int(sin(x) / 1 + sin(x))

    ans =

    (-2)*cos(x)

    >> syms x>> int(sin(x) / 1 + cos(x) + cos(2*x))

    ans =

    sin(x) - cos(x) + cos(x)*sin(x)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    142/204

    15.41) Altrmalar

    1)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    143/204

    1)

    >> syms x>> int(1 / 8 - 4*sin(x) + 7*cos(x))

    ans =

    x/8 + 4*cos(x) + 7*sin(x)

    >> syms x>> int(3*cos(x) / sin(x) + 2)

    ans =

    2*x + 3*log(sin(x))

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    144/204

    2) 5)

    >> syms x>> int(sin(x)*2*x / 1 - sin(x)^2)

    ans =

    2*sin(x) - x/2 + (cos(x)*sin(x))/2 -2*x*cos(x)

    >> syms x>> int(sin(5*x)*sin(4*x))

    ans =

    sin(x)/2 - sin(9*x)/18

    7) 8)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    145/204

    >> syms x>> int(cos(5*x)*cos(3*x))

    ans =

    sin(2*x)/4 + sin(8*x)/16

    >> syms x>> int(sin(3*x)*cos(3*x))

    ans =

    sin(3*x)^2/6

    9) 10)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    146/204

    >> syms x>> int(sin(3*x)*cos(2*x))

    ans =

    - cos(5*x)/10 - cos(x)/2

    >> syms x>> int(sin(x)^3)

    ans =

    cos(3*x)/12 - (3*cos(x))/4

    11) 12)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    147/204

    11) 12)

    >> syms x>> int(sin(x)^7)

    ans =

    (7*cos(3*x))/64 - (7*cos(5*x))/320 +cos(7*x)/448 - (35*cos(x))/64

    >> syms x>> int(sin(x)^2)

    ans =

    x/2 - sin(2*x)/4

    13) 14)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    148/204

    13) 14)

    >> syms x>> int(sin(x)^4)

    ans =

    (3*x)/8 - sin(2*x)/4 + sin(4*x)/32

    >> syms x>> int((cos(x))^5)

    ans =

    sin(x) 5/5 - (2*sin(x)^3)/3 + sin(x)

    15) 16)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    149/204

    15) 16)

    >> syms x>> int(cos(x)^4)

    ans =

    (3*x)/8 + sin(2*x)/4 + sin(4*x)/32

    >> syms x>> int(tan(x)*3*x)

    ans =

    (3*i*polylog(2, -exp(2*i*x)))/2 + (3*i*x*(x+ 2*i*log(exp(2*i*x) + 1)))/2

    17) 18)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    150/204

    >> syms x>> int(sin(x)^3 * cos(x)^4)

    ans =

    - (cos(x)^5*sin(x)^2)/7 - cos(x)/28 -cos(3*x)/56 - cos(5*x)/280

    >> syms x>> int(sin(x)^5 * cos(x)^7)

    ans =

    sin(x) 8/8 - sin(x) 10/30 -(cos(x)^8*sin(x)^4)/12 - sin(x) 6/6 +

    sin(x)^4/12

    19) 20)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    151/204

    >> syms x>> int(sin(x)^2 * cos(x)^4)

    ans =

    x/16 - (sin(x)*cos(x)^5)/6 + sin(2*x)/24 +sin(4*x)/192

    >> syms x>> int(sin(x)^3*cos(x)^2 / sin(x)^2 +2*cos(x)^2)

    ans =

    x - cos(3*x)/12 + sin(2*x)/2 - cos(x)/4

    21) 22)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    152/204

    >> syms x e c>> int(cos(x)*e*c*x)

    ans =

    c*e*(cos(x) + x*sin(x))

    >> syms x>> int(cot(x)^3)

    ans =

    - cot(x)^2/2 - log(sin(x))

    23) 24)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    153/204

    >> syms x>> int(sin(x)/1 + sin(x))

    ans =

    (-2)*cos(x)

    >> syms x>> int(1 / 5 - 3*cos(x))

    ans =

    x/5 - 3*sin(x)

    25) 26)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    154/204

    >> syms x>> int(sin(x) / 1 + cos(x) + cos(2*x))

    ans =

    sin(x) - cos(x) + cos(x)*sin(x)

    >> syms x>> int(1 - tan(x)/1 + tan(x))

    ans =

    x

    27) 28)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    155/204

    >> syms x

    >> int(sin(x)^4*cos(x)^4)

    ans =

    (3*x)/128 - (cos(x)^5*sin(x))/16 -(cos(x)^5*sin(x)^3)/8 + sin(2*x)/64 +

    sin(4*x)/512

    >> syms x

    >> int(2*tan(x)*3*x)

    ans =

    3*i*polylog(2, -exp(2*i*x)) + 3*i*x*(x +2*i*log(exp(2*i*x) + 1))

    29) 30)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    156/204

    >> syms x>> p = tan(x)^4p =tan(x)^4>> int(p,x,0,7/4)ans =Inf

    >> syms x>> int(4*cos(2*t)-2 / sin(2*t))

    ans =

    2*sin(2*t) - log(tan(t))

    Trigonometrik yerine koyma metodu

    15.42) 15.43

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    157/204

    15.42) 15.43

    >> syms x a>> int(1/sqrt(a^2 - x^2))

    ans =

    atan(x/(a^2 - x^2) (1/2))

    >> syms x a>> int(1/x^2 + a^2)

    ans =

    a^2*x - 1/x

    15.44) 15.45)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    158/204

    >> syms x a>> int(x/sqrt(x^2 - a^2))

    ans =

    (x^2 - a^2)^(1/2)

    >> syms x

    >> int(1/x^2*sqrt(1 - x^2))

    ans =

    - asin(x) - (1 - x^2)^(1/2)/x

    15.46) 15.47)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    159/204

    >> syms x

    >> int(1/ (9 + x^2)^3/2)

    ans =

    atan(x/3)/1296 + (x*(1/(36*(x^2 + 9)^2) +3/(648*x^2 + 5832)))/2

    >> syms x

    >> int(1/sqrt(-x^2 + 4*x + 5))

    ans =

    asin(x/3 - 2/3)

    15.48) 15.49)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    160/204

    >> syms x

    >> int(x^3*sqrt(x^2 - 25))

    ans =

    ((x^2 - 25)^(3/2)*(3*x^2 + 50))/15

    >> syms x

    >> p = 1/(x^2 - 6*x + 5) 3/2

    p =

    1/(2*(x^2 - 6*x + 5)^3)

    >> int(p,x,3,6)

    ans =

    NaN

    Altrmalar

    1) 2)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    161/204

    ) )

    >> syms x>> int(1/sqrt(1 - x^2))

    ans =

    asin(x)

    >> syms x>> int(1/x^2*sqrt(4 - x^2))

    ans =

    - asin(1/2*x) - (4 - x^2)^(1/2)/x

    3) 4)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    162/204

    >> syms x>> int(1/x^2*sqrt(9 + x^2))

    ans =

    asinh(x/3) - (x^2 + 9)^(1/2)/x

    >> syms x>> int(1/sqrt(1 + x^2))

    ans =

    asinh(x)

    5) 6)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    163/204

    >> syms x

    >> int(sqrt(x^2 - 1)/x)

    ans =

    (x^2 - 1) (1/2) - acos(1/x)

    >> syms x

    >> int(1/sqrt(x^2 + 4))

    ans =

    asinh(x/2)

    7) 8)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    164/204

    >> syms x

    >> int(sqrt(16 - x^2))

    ans =

    8*asin(x/4) + (x*(16 - x^2) (1/2))/2

    >> syms x

    >> int(sqrt(9 - x^2)/2*x^2)

    ans =

    (81*asin(x/3))/16 - (9 -x^2) (1/2)*((9*x)/16 - x^3/8)

    9) 10)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    165/204

    >> syms x

    >> int(5*x^3*sqrt(x^2 + 4))

    ans =

    (x^2 + 4) (1/2)*(x^4 + (4*x^2)/3 - 32/3)

    >> syms x

    >> int(1/(x^2 + 1)^3/2)

    ans =

    (3*atan(x))/16 + (x*(1/(4*(x^2 + 1)^2) +3/(8*x^2 + 8)))/2

    11) 12)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    166/204

    >> syms x

    >> int(1/x^3*sqrt(x^2 - 1))

    ans =

    acos(1/x)/2 - (x^2 - 1)^(1/2)/(2*x^2)

    >> syms x>> int(sqrt(x^2 - 9) / x)

    ans =

    (x^2 - 9) (1/2) - 3*acos(3/x)

    13) 14)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    167/204

    >> syms t

    >> int(3/sqrt(9*t^2 - 1))

    ans =

    log(3*t + (9*t^2 - 1)^(1/2))

    >> syms t>> int(2/2*t*sqrt(1 - 4*t^2))

    ans =

    (1/4 - t^2)^(1/2)*((2*t^2)/3 - 1/6)

    15) 16)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    168/204

    >> syms x

    >> int(x^3/sqrt(x^2 - 2))

    ans =

    ((x^2 - 2)^(1/2)*(x^2 + 4))/3

    >> syms x>> int(2/4*x^2*sqrt(9 + 4*x^2))

    ans =

    ((x^2 + 9/4)^(1/2)*(x^3/2 + (9*x)/16))/2 -(81*asinh((2*x)/3))/128

    15.6 Cebirsel Fonksiyonlarn ntegrali

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    169/204

    15.49)15.50)

    >> syms x>> int((x^3*sqrt(3*x-5)))

    ans =

    (250*(3*x - 5)^(3/2))/243 + (10*(3*x -5)^(5/2))/27 + (10*(3*x - 5)^(7/2))/189 +(2*(3*x - 5)^(9/2))/729

    >> syms x>> int(1/x)*sqrt(2*x-1/x+1)

    ans =

    log(x)*(2*x - 1/x + 1) (1/2)

    15.51) 15.52)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    170/204

    >> syms x>> int(sqrt(x) + 2 / sqrt(x) - 1)

    ans =

    x^(1/2)*((2*x)/3 - x^(1/2) + 4)

    >> syms x>> int(sqrt(x) / 1 + 4*sqrt(x^3))

    ans =

    (8*x*(x^3)^(1/2))/5 + (2*x^(3/2))/3

    15.53) 15.54)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    171/204

    >> syms x>> int((x + 5)/(x + 4)*sqrt(x + 2))

    ans =

    2*(x + 2)^(1/2) -

    2*2^(1/2)*atan((2^(1/2)*(x + 2)^(1/2))/2)+ (2*(x + 2)^(3/2))/3

    >> syms x>> int(x^1/6 + 1 / x^7/6 + x^5/4)

    ans =

    (3*x^12 + 6*x^8 - 2)/(72*x^6)

    3.55) 3.56)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    172/204

    >> syms x>> int(1/sqrt(x + 1)+ 3*sqrt(x + 1)^2)

    ans =

    (3*(x + 1)^2)/2 + 2*(x + 1)^(1/2)

    >> syms x>> int(1/sqrt(x + 1) + 4*sqrt(x + 1))

    ans =

    (2*(4*x + 7)*(x + 1)^(1/2))/3

    3.57) Altrmalar

    1)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    173/204

    >> syms x

    >> int(x^1/2 / 1 + x^1/3)

    ans =

    (5*x^2)/12

    >> syms x>> int(1/1 + sqrt(x))

    ans =

    x + (2*x^(3/2))/3

    2) 3)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    174/204

    ) )

    >> syms x>> int(1/x-sqrt(x))

    ans =

    log(x) - (2*x (3/2))/3

    >> syms x>> int(1/x-3*sqrt(x))

    ans =

    log(x) - 2*x (3/2)

    4) 5)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    175/204

    >> syms x>> int(x/3*sqrt(1 + x))

    ans =

    (2*(3*x - 2)*(x + 1)^(3/2))/45

    >> syms x>> int(1/sqrt(x) - 4*sqrt(x^3))

    ans =

    2*x^(1/2) - (8*x*(x^3) (1/2))/5

    6) 7)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    176/204

    ) )

    >> syms x>> int(x/sqrt(x - 1))

    ans =

    (2*(x - 1)^(1/2)*(x + 2))/3

    >> syms x>> int(sqrt(x^2 - 1)/x)

    ans =

    (x^2 - 1) (1/2) - acos(1/x)

    8) 9)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    177/204

    >> syms x>> int(x/sqrt(2 - 7*x))

    ans =

    -(2*(2 - 7*x) (1/2)*(7*x + 4))/147

    >> syms x>> int(x^2 / (4*x + 1)^5/2)

    ans =

    1/(192*(4*x + 1)^3) - 1/(256*(4*x + 1)^2)

    - 1/(512*(4*x + 1)^4)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    178/204

    12) 13)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    179/204

    >> syms x>> int(1/x*sqrt(1 - x^2))

    ans =

    acosh(-(1/x^2)^(1/2)) + (1 - x^2) (1/2)

    >> syms x>> int((x + 5)/(x + 4)*sqrt(x + 2))

    ans =

    2*(x + 2)^(1/2) -

    2*2^(1/2)*atan((2^(1/2)*(x + 2)^(1/2))/2)+ (2*(x + 2)^(3/2))/3

    14) 15)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    180/204

    >> syms x>> int((x^3/2 - x)^1/3 / 6*x^1/4)

    ans =

    (x^3*(3*x^2 - 10))/2160

    >> syms x>> int(x^3*sqrt(1 + x))

    ans =

    (6*(x + 1)^(5/2))/5 - (2*(x + 1)^(3/2))/3 -

    (6*(x + 1)^(7/2))/7 + (2*(x + 1)^(9/2))/9

    16) 17)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    181/204

    >> syms x

    >> p = 1/(x + 2)*sqrt(x + 1)

    p =

    (x + 1)^(1/2)/(x + 2)

    >> int(p,x,0,3)

    ans =

    2 - atan(3/4)

    >> syms x>> p = x^3/2 / x + 1

    p =

    x^2/2 + 1

    >> int(p,x,0,1)

    ans =

    7/6

    18) 19)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    182/204

    >> syms x>> p = 1/1 + sqrt(x)

    p =

    x^(1/2) + 1

    >> int(p,x,0,4)

    ans =

    28/3

    >> syms x>> p = 1/sqrt(2*x)*(9 + 3*sqrt(2*x))

    p =

    (2^(1/2)*(3*2^(1/2)*x^(1/2) +

    9))/(2*x^(1/2))

    >> int(p,x,0,1/2)

    ans =

    21/2

    20) 21)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    183/204

    >> syms x>> p = x/sqrt(4*x + 2)

    p =

    (2^(1/2)*x)/(2*(2*x + 1)^(1/2))

    >> int(p,x,1,4)

    ans =

    (3*2^(1/2))/2

    >> syms x>> int(x^3*sqrt(2*x + 3))

    ans =

    (27*(2*x + 3)^(5/2))/40 - (9*(2*x +3)^(3/2))/8 - (9*(2*x + 3)^(7/2))/56 + (2*x+ 3)^(9/2)/72

    22) 23)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    184/204

    >> syms x>> int(1/x^2*sqrt(1 - x^2))

    ans =

    - asin(x) - (1 - x^2)^(1/2)/x

    >> syms x>> int(1/x)*sqrt(2*x-1/x+1)

    ans =

    log(x)*(2*x - 1/x + 1) (1/2)

    24) 25)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    185/204

    >> syms x>> int(sqrt(x)+ 2/sqrt(x)-1)

    ans =

    x^(1/2)*((2*x)/3 - x^(1/2) + 4)

    >> syms x>> int(x^2/sqrt(x^2)-4)

    ans =

    (x*(x*sign(x) - 8))/2

    26) 27)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    186/204

    >> syms x>> int(1/(9 + x^2)^3/2)

    ans =

    atan(x/3)/1296 + (x*(1/(36*(x^2 + 9)^2) +

    3/(648*x^2 + 5832)))/2

    >> syms x>> int(1/sqrt(x^2 - 5*x + 6))

    ans =

    log(x + (x^2 - 5*x + 6)^(1/2) - 5/2)

    28) 29)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    187/204

    >> syms x>> int(1/sqrt(x^2 + 4*x + 5))

    ans =

    log(x + (x^2 + 4*x + 5)^(1/2) + 2)

    >> syms x>> int(1/sqrt(-x^2 + 4*x + 5))

    ans =

    asin(x/3 - 2/3)

    30) 31)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    188/204

    >> syms x>> int(x^2 / sqrt(x^3 + 5))

    ans =

    (2*(x^3 + 5)^(1/2))/3

    >> syms x>> int(2*x + 5 / sqrt(4*x^2 + 8*x + 9))

    ans =

    (5*log(2*x + (4*x^2 + 8*x + 9)^(1/2) +

    2))/2 + x^2

    32) 33)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    189/204

    >> syms x>> int(cos(2*x)/3 + 4*sin(2*x))

    ans =

    sin(2*x)/6 - 2*cos(2*x)

    >> syms x>> int(x*sqrt(3 + 2*x))

    ans =

    ((2*x - 2)*(2*x + 3)^(3/2))/10

    34) 35)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    190/204

    >> syms x>> int(sqrt(x^1/2) / 1 + 4*sqrt(x^3/4))

    ans =

    (4*x*(x^3)^(1/2))/5 + (2^(1/2)*x^(3/2))/3

    >> syms x>> int(x/3*sqrt(x - 1))

    ans =

    (2*(3*x + 2)*(x - 1)^(3/2))/45

    36) 37)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    191/204

    >> syms x>> int(sqrt(9 - 4*x^2))

    ans =

    (9*asin((2*x)/3))/4 + x*(9/4 - x^2) (1/2)

    >> syms x>> int((x + 5) / (x + 4)*sqrt(x + 2))

    ans =

    2*(x + 2)^(1/2) -

    2*2^(1/2)*atan((2^(1/2)*(x + 2)^(1/2))/2)+ (2*(x + 2)^(3/2))/3

    38)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    192/204

    >> syms x>> int(x^1/6 + 1 / x^4/6 + x^5/4)

    ans =

    (3*x^9 + 6*x^5 - 4)/(72*x^3)

    Blm 16. Belirli ntegralin Uygulamalar

    16.1) 16.2)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    193/204

    >> syms x>> p = x^2 + 1

    p =

    x^2 + 1

    >> int(p,x,1,2)

    ans =

    10/3

    >> syms y>> p = sqrt(y - 1)

    p =

    (y - 1) (1/2)

    >> int(p,y,2,5)

    ans =

    14/3

    16.3) 16.4)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    194/204

    >> syms x>> p = (-x^2 + 1) - (x^2 - 1)

    p =

    2 - 2*x^2

    >> int(p,x,-1,1)

    ans =

    8/3

    >> syms x>> p = (2*x^2 - 2*x + 2)

    p =

    2*x^2 - 2*x + 2

    >> int(p,x,0,2)

    ans =

    16/3

    16.5) 16.6)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    195/204

    >> syms x

    >> p = x^2 - 4

    p =

    x^2 - 4

    >> int(p,x,1,3)

    ans =

    2/3

    >> syms x

    >> p = (3*sqrt(x) - 3*x^2)

    p =

    3*x^(1/2) - 3*x^2

    >> int(p,x,0,1)

    ans =

    1

    16.7)

    >> syms y

    16.8)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    196/204

    >> syms y

    >> p = (y + 4) - y^2/2

    p =

    y - y^2/2 + 4

    >> int(p,y,-2,4)

    ans =

    18

    >> syms x

    >> p = x^4

    p =

    x^4

    >> int(p,x,pi*0,2)

    ans =

    32/5

    16.9)

    >> syms y

    16.10)

    >> syms y

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    197/204

    syms y

    >> p = (2*pi)*y^3

    p =

    2*pi*y^3

    >> int(p,y,0,2)

    ans =

    8*pi

    syms y

    >> p = (pi*y)

    p =

    pi*y

    >> int(p,y,0,1)

    ans =

    pi/2

    16.11) 16.12)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    198/204

    >> syms y

    >> p = (2*pi)*y^2

    p =

    2*pi*y^2

    >> int(p,y,0,2)

    ans =

    (16*pi)/3

    >> syms x>> p = (2*pi)*(x - 4*x^3)

    p =

    2*pi*(x - 4*x^3)

    >> int(p,x,0,1/2)

    ans =

    pi/8

    16.13) 16.15)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    199/204

    >> syms x

    >> p = sqrt(1 + 9*x/4)

    p =

    ((9*x)/4 + 1)^(1/2)

    >> int(p,x,0,4)

    ans =

    (80*10^(1/2))/27 - 8/27

    >> syms x

    >> p = sqrt((1/4*x + 1/x))^2

    p =

    x/4 + 1/x

    >> int(p,x,1,e)

    ans =

    log(e) + e^2/8 - 1/8

    Altrmalar

    1)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    200/204

    >> syms x>> p = x^3/2

    p =

    x^3/2

    >> int(p,x,0,7/3)

    ans =

    2401/648

    4) 5)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    201/204

    >> syms x

    >> p = 2*sqrt(x)

    p =

    2*x^(1/2)

    >> int(p,x,0,3)

    ans =

    4*3^(1/2)

    >> syms x

    >> p = 2*exp(sqrt(x))

    p =

    2*exp(x^(1/2))

    >> int(p,x,0,1)

    ans =

    4

    6)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    202/204

    >> syms x

    >> p = x^3/3 + 1/4*x

    p =

    x^3/3 + x/4

    >> int(p,x,1,3)

    ans =

    23/3

    16.5 Dnel Yzeyin Yanal Alan

    16.16) 16.17)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    203/204

    >> syms y>> p = (pi)*sqrt(4*y + 1)

    p =

    pi*(4*y + 1)^(1/2)

    >> int(p,y,0,1)

    ans =

    (pi*(5*5^(1/2) - 1))/6

    >> syms x>> p = (8*pi)*sqrt(x + 4)

    p =

    8*pi*(x + 4)^(1/2)

    >> int(p,x,0,16)

    ans =

    (128*pi*(5*5^(1/2) - 1))/3

    16.6 Bir Fonksiyonun Ortalama ve Etkin(Efektif)Deerleri

    16.18) zml Soru

    19)

  • 8/3/2019 Matlab Sunum

    204/204

    19)

    >> syms v>> p = (v/pi-0)*sin(q)

    p =

    (v*sin(q))/pi

    >> int(p,v,0,pi)

    ans =

    >> syms x>> p = pi*(3/2 + sin(x))^2

    p =

    pi*(sin(x) + 3/2)^2

    >> int(p,x,0,7*pi/4)

    ans =