2,183
Archived Theses
3
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Analog circuit design using current mode active elements
Design of high frequency and low voltage circuits is one of the most important issues in many analog signal processing systems. The classical operational amplifier suffers from limited gain-bandwidth product and low slew rate, and hence fails to respond to these necessities. In order to correspond to the demands for high frequency and low voltage operation in analog circuits, designers have made plenty of attempts. Among these is the current mode approach. In the past years, current mode active elements have begun to receive a great interest as new alternatives. Current mode circuits have been receiving considerable attention due to their potential advantages such as inherently wide bandwidth, higher slew rate, wider dynamic range, simpler circuitry, low voltage operation and low power consumption. In this thesis, analog circuit design using current mode active elements is investigated. New applications of inverting second generation current conveyor (ICCII), and inverting current feedback operational amplifier (ICFOA), both of which can be considered as current mode active elements, are presented. First order all-pass filter, second order filter and oscillator circuits using these elements are given. CMOS realizations for the newly introduced ICFOA and its application are included. The workability of the circuits is verified using PSPICE simulations.
Implementation of image processing algorithms on FPGA demonstration board
Image enhancement, motion and target tracking, face recognition and license plate detection are some of the image processing applications which are widely used in many fields such as military, medical sciences, astronomy etc.Image processing is mostly implemented in software. In this thesis, implementation of image processing algorithms on FPGA was analyzed. Object and motion detection on thermal imagery, edge detection, noise reduction, histogram monitoring, nonlinear contrast adjustment and motion detection applications were successfully operated.Altera DE2-70 development and education board was chosen to work on. Board has a number of input and output interfaces sufficient for many image-processing applications. The most important factors for choosing Altera DE2-70 board was its two composite video inputs, VGA output feature and its powerful FPGA, which facilitates to design. Verilog hardware description language (HDL) was used for modeling hardware. Quartus 9.1 program was used to synthesize the hardware models. General application includes conversion of analog video input into digital format, processing the image and transmitting the image to a VGA monitor at a resolution of 640x480.The main objective of this study is taking advantage of the use of FPGAs in the field of image processing and demonstrating the feasibility of the efficient applications of image processing.
Development of a robotic arm controller by using hand gesture recognition in matlab environment
This thesis deals with the robotic arm controller using image processing in the field of Human-Machine Interaction (HMI). There are two different methods used to analyze to control the robotic arm, the main aim of them is getting the hand gesture information without using tool that helps the system to extract data easier (ex. glove or wrist band). After segmentation of the hand, the first method is comparing of all pre-stored data in the database at the Template Matching Algorithm, the second method is Signature Signal, distance signal between edge of the hand and center of hand, Signature Signal is used to find where the fingertips are and to count the number of them. The detailed test results and their conclusions show that both algorithms can be used for controlling after calibration. Both methods have enough calculation speed to be used in continuous frame capturing sequence.
Çoklu röle ile sönümlemeli kanal üzerinde işbirlikli iletişim
Bu tezinamacı çoklu röle yardımıyla sönümlemeli kanal üzerinde işbirlikli iletişim tekniklerini incelemek ve geliştirmektir.Bu çalışmadaki ilk araştırma kuvvetlendir ilet (AF) and çöz ilet (DF) protokolleri için tek yön röle tabanlı işbirliği şemalarının performans değerlendirmesidir. Çoklu rölelerde sönümlemeli kanallar için işbirliği şemaları analiz edilmiştir. Çoklu röleye sahip işbirliği şemaları tek röleli işbirliği şemalarına göre daha iyi bir performansa sahiptir.Bu çalışmadaki ikinci araştırma alanı iki yönlü röle ağları ve AF ve DF metotları için iki yönlü röle ağları tabanlı en uygun ışın şekillendiricinin performans değerlendirmeleriüzerinedir. Biz aynı zamanda AF ve DF metotları için röle seçim algoritmaları ve sönümlemeli kanallar için fırsatçı röle şemaları amaçlıyoruz. Amaçladığımız şemalarda, ilk olarak uygun ışın şekillendirme değerleri oluşturuluyor ve farklı algoritmalar tarafından seçilen en iyi röle ile karşılaştırılıyor. Sonuç olarak karşılaştırdığımızda ışın şekillendirme fırsatçı röle ye gore daha iyi bir performansa sahip olduğu görülmektedir.Sonçalışma alanıçoklu antene sahip röle istasyonlarının dikgenfrekans bölmeli çoklama (OFDM) tabanlı iki yönlü röle kanalında kaynaklar arasındaki iletişimi sağlamak için uygulanmasıdır.Bu modelde kanal durum bilgisi yalnızca röle istasyonlarında gereklidir. Bu çalışmada ZF kriteri kullanılarak röle istasyonunda uzamsal filtreleme uygulanması amaçlanmıştır. Frekans seçici kanal üzerinde simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları çoklu röle istasyonu uygulamasının DF metodu için tek röle kullanımına göre daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir.AnahtarSözcükler: İşbirlikli iletişim, iki yönlü röle kanalları, röle seçimi, ışın şekillendirme, fırsatçı röle kanalları
Wireless positioning based on GSM network
Mobile localization is one of the most important issues in navigation systems. Although, there are lots of methods and algorithms for general localization including Wi-Fi, GPS, indoor optic and sound localization; GSM network may be used to localize anything because of system advantages. GSM localization can be grouped two type systems in generally: These are network based localization systems and mobile handset based localization systems. Network based systems is completely depend on the mobile operator and its algorithm independent from user mobile handset model otherwise mobile handset solutions depend on mobile phone. There are many different solutions available for positioning the mobile phone using Gsm signals. Most known solutions are Cell-Identification, Angle of arrival, Time of difference), Time difference of arrival) etc.In this thesis, Cell-ID and Rssi method was used to design a localization system using GSM RF signal Android-based cell phones to quantify the advantage easy to get data such as RSSI (receiving signal strengh indicator) and Cell-ID(cellular antenna identification) number. To obtain more sensitive and accurate position, we prossesed the data in Kalman Filter.
Cooperative communication techniques with physical layer network coding
The main objective of this thesis is to analyze and develop practical cooperative communication techniques with physical layer network coding (PLNC) for wireless communciation systems. It is aimed to show that PLNC is effective and simple techniques for various wireless systems. It provides network throuhgput to be doubled while the BER performance is almost same as one-way traditional network?s performance. The first two systems that are discussed and simulated, are PLNC systems in 3-node and multi-node network where each user has symmetric at all angles such as lengths of information, modulation schemes, vice versa. The mapping algorithm is developed and tested for multi-node network where more than one relay exist. The next discussed system asymmetric PLNC system in which users have different length of information so they should use different modulation schemes. The mapping operation at relay is critical for the performance of system so the proper mapping algorithm is found and applied to the system. The simulation results of all systems which are investigated under AWGN and Rayleigh fading channels, show that the network throughput of PLNC system is doubled for acceptable BER performance as traditional network. The last discussed system contains orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique which is good solution for high data rate transmission. OFDM is added to the proposed PLNC system and it is analyzed and evaluated under Rayleigh fading and Ricean fading channels. The outputs of simulation shows that OFDM can be implemented into PLNC system and the network throughput can be more improved. The different cooperation techniques, Decode&Forward (DF), Denoise&Forward (DNF), Amplify&Forward?s (AF) are also discussed and compared in this thesis.
Reachability analysis of lac operon under parameter uncertainties
In this thesis, reachability analysis simulation challenges are discussed. In order to understand simulation challenges in higher orders, first one dimensional case is studied. And after that, the information and experience obtained from one dimensional case is used to simulate higher dimension systems and interpret the results. For one dimensional case, first, a trivial piecewise linear system is discussed and after that a real model of lac-T is studied in one dimension for certain parameters. In this model, how reachability analysis can be used for uncertainty of parameters is explained. And after that, a 3 dimensional gene-protein relationship case is considered, for fixed partition and dynamic partition. Results are interpreted.
Design of multiphase synchronous buck converter
The development of today?s micro-electronics technology has brought about the necessity of renewal of the improvements in existing power electronic converter systems. It has become crucial and prior to design and produce power circuits in smaller dimension, with low output voltage and high current capacity which enable the electronic devices used in daily life and being developed high technology appliances in the scope of military to operate by limited power capacity and supply.The main aim of this thesis is to design and realize the power circuit with a low output voltage and high output current capacity by using the multi-phase synchronous buck converter architecture. For this purpose, a two-phase and a four-phase multiphase synchronous buck converters having 12V input voltage and 3.3V, 30A output capacity are designed, produced and tested.Designed two-phase and four-phase synchronous buck converter power circuits are simulated by using Matlab/Simulink program. Printed circuit boards (PCB) are drawn by using Proteus ARES 7 program and are examined elaborately by using the CAM350 Pro 6 program.At the tests performed on two-phase and four-phase synchronous buck converter power circuits; change of total inductance current ripple (output current ripple), efficiency and cost are examined with respect to number of phases. Additionally, by realizing CE101 and CE102 electromagnetic compatibility tests according to MIL-STD-461E military standards, the effects of high switching frequency are observed. Test and simulation results are compared.
Kendinden uyartimli enduksiyon jemeratorunun sont gerilim regulasyonu
In this thesis, the excitation methods for stand-alone self-excited induction generator (SEIG) using fixed capacitor bank, voltage source inverter (VSI) and static synchronous compensator (STATCOM) are presented. The steady-state analyses of the SEIG with fixed capacitor excitation for constant frequency and constant speed operation are performed in MATLAB environment. Stand-alone SEIG?s dynamic characteristics are examined using the simulation models in stationary reference frame based on q-d reference frame theory. In order to verify the machine models, an experimental setup of SEIG with fixed capacitor bank was built in the laboratory. The results obtained from steady-state and dynamic model of the induction machine are compared by the laboratory tests results. The shunt voltage regulator schemes for stand-alone SEIG based on VSI and STATCOM under constant speed and variable load conditions are studied. The performances of these regulation schemes are examined through simulations in MATLAB/Simulink using the developed models for this purpose.
Designing a module for realisation and test of SMPS transformer
Digital control of SMPS systems become popular due it provides new capabilities as parameter tuning according to passive elements, adaptive power conditioning and it is more flexible. In digital platforms that require digital representations of system working parameters as working frequency, duty cycle, etc, as digital power supplies used in laboratories, personal computers that can monitor and change the voltage levels according to the performance need of the CPU, digital control of SMPS can be beneficial. There can be many applications which need the operation parameters and voltage levels.
Analysis and processing of histopathological images
Neuroblastoma (NB) is a cancer of nerve cell origin commonly affecting infants and children. For treatment planning of the tumor, histopathological examinations performed by expert pathologists are required to characterize the histology. This analysis guides the experts to determine the histological character stage and gives information about treatment methods.Unfortunately, the qualitative visual examination performed by pathologists under the microscope is tedious and prone to error due to several factors. First, for NB diagnosis, pathologists typically pick some representative regions at lower magnifications (e.g. 2×, 4×) and examine only those regions. The final decision about the entire slide is based on these sampled regions. Although this approach provides accurate decisions, it may be misleading for heterogeneous tumors. Second, the resulting diagnosis varies considerably between different examiners. Experience and fatigue may cause variations among pathologists.The purpose of this thesis is to develop an algorithm by using image processing and classification techniques and decrease the decision variations to the lowest level by simplifying the diagnosis for the pathologists as much as possible. For this goal, images belonging to the tissue samples of NB taken from the patient are examined histologically and analyzed. The images with different magnifications are captured by using the electron microscope. The percentage of neuropil is calculated and the tumor cells are determined by using these captured images. After the application of various image processing techniques, the feature matrices are created by using the extracted region and texture features. Then, via these feature matrices, classification of the cells are performed with the help of artificial neural networks (ANNs) and some other machine learning algorithms (ensemble methods). Depending on these classification results, mitosis karyorrhexis (MK) index and the grade of differentiation are determined. Thanks to these calculations, a computer-based tool is provided to pathologists for determining the stage of NB disease from the tissue images.
Quadrotor insansiz hava araci için simulator tasarimi
This work covers a simulator for unmanned air vehicle called quadrotor. For the simulator design, the main components of a real quadrotor are explained and the modeling of them is implemented in the simulation. The main goal of this work is to argue for an idea that a real quadrotor design could be developed upon a well designed simulator with a little effort.In first sections, the importance of unmanned air vehicles and the reasons for why the quadrotor is commonly used for educational purpose are explained. After that quadrotor working principles explained in detail and the equations of dynamics are derived.In an unmanned air vehicle, measurement system, control system and communication system have vital importance. All sensors used in a quadrotor are mentioned and the modeling equations of them are derived. Because sensor outputs have different noise characteristics, an effective filtering operation is applied. Furthermore, a well designed control system is required for a stable flight operation and fulfilling duties commanded from a remote operator.As a last, a three dimensional quadrotor model and medium are designed to visualize all the work done. Simulator helicopter is controlled from a user interface which has number of functional buttons for operator commands and vehicle?s instant state values on it.
Improvement of video and optic performances of 3D televisions
Liquid crystal display (LCD) television technology is advancing very fast. In this area of consumer electronics, we can confront new applications every day. Nowadays, the newest trend for LCD technology is definitely three dimensional televisions (3D TV). Although there are significant number of 3D TV models in the market, integration of 3D visualization to television is in its early period and still under development. Critical video and optical related performance problems have already been introduced to litterateur. Authorities agreed on the idea that this new trend definitely needed to be improved to make viewers feel the third dimension better. The most significant problems of 3D TV?s in the market are interference of right and left images (3D crosstalk), color shift due to the liquid crystal structure of the eye glasses, panel luminance decrease in 3D mode, and perceived depth problem and eye fatigue. This thesis aims to analyze and find solutions to these optical and video based problems in order to make 3D TV more comfortable and desirable to customers. In this thesis, a new shutter type 3D TV system is developed by implementing solutions to these problems. As first step, a hardware study which fine tunes the infrared synchronization signal between TV panel and glasses is performed to reduce crosstalk. The second part of the crosstalk reduction study, a software algorithm is designed and tested by computer simulation. This crosstalk reduction algorithm is based on adjusting every pixel?s luminance before panel side by taking into account of the panel?s crosstalk behavior. The algorithm is also realized on the designed 3D TV in real time by using FPGA and satisfactory results are obtained. A final study is for improving color accuracy and 3D luminance performance that is carried out by gamma color correction.
EMC design of RF circuits
In this thesis, the design criteria which shall be taken into consideration while designing radio frequency circuits are researched. So firstly the importance of the electromagnetic compatibility at high frequencies is emphasized. Precautions which can be taken against to the non ideal behaviors of circuit components at high frequencies are mentioned.Designing and analyzing radio frequency circuit via computer simulation programs especially ?Advanced Design System? software are represented with giving examples concerning the application.Microstrip lines are considered on a preferential basis for observing and explaining the electromagnetic effects in ?Advanced Design System? simulation program. Also the problems which may be encountered in practical appliances are brought out with realizing examples.
Voip security in public networks
VoIP over public networks is just a specialized internet service. In today?s world, VoIP is preferred since it utilizes the existing computer networks and thus reduces costs for long-distance calls and in-company telephony network?s initial setup and maintenance. As an expected result of lower costs with more features VoIP usage increases day by day.In this thesis work, VoIP technology, infrastructure, threats to VoIP and possible precautions and solutions to these threats are researched. Among these threats, most of the technical ones have already been studied many times and certain, somewhat effective solutions to these threats are developed. Unlike many others, the weight is on non-technical attacks in this thesis and a speaker and text dependent biometric speaker verification / identification system is prototyped and successfully tested to prevent impersonation attacks.To build the system, a collection of users sound-print files is formed from the collected samples from users and an initial voice authentication (speaker verification) before calls is aimed to be performed by means of this system. Any following work is advised to focus on integration of this system to commonly deployed production level VoIP services and a text independent version of the speaker verification system.
Reaktif güç kompanzasyonu
In this thesis, a single phase pulse width modulated (PWM) rectifier with instantaneous reactive power theory for single phase case, which is a commonly used method for three-phase networks, is designed and simulated for reactive power compensation. Direct and indirect control techniques of single phase instantaneous reactive power theory (p-q theory) are simulated with linear and nonlinear loads.A model of the system is developed in MATLAB / Simulink software and the performance of hysteresis current controller is analyzed. Simulations are carried out in MATLAB / Simulink. The Simulink block diagrams are converted from MATLAB into TMS320F2812 eZdsp. The Matlab Simulink simulations and DSP based simulations are compared.The system is implemented in Electrical Machinery Laboratory.
Hand gesture recognition
In this master study, the purpose is to classify different hand gestures in our database. The database consists of 6 types of gesture class and each gesture class has 50 hand images. Each type of gesture symbolizes a number from 0 to 5. The hand gesture recognition system consists of four main stages: Image enhancement, segmentation, feature extraction and classification. In the image enhancement stage, median filter is used to get rid of high frequency components. After the image enhancement stage, hand region in the image needs to be separated for the next stage. In order to extract hand data from the image, regions that are similar to skin color are found using a color threshold process, and then contour data of the hand which will represent the hand region is selected by finding the longest inner contour of the longest outer contour in the existing regions that are similar to skin color. In the feature extraction stage, useful features for the classification stage are obtained using of the shape features such as convexity defects of the contour. Classifier of the system consists of simple conditional expressions and intersection arc. Depending on the features, the classifier decides which gesture corresponds to the input of the system. The system has a ninety nine percent success rate.
The design of a test method to identify reliability problems of consumer electronic product during early phases of development
The rapid advances in technology, the increase on the number of manufacturers and high consumer expectations make today?s consumer electronics market highly competitive. Under these competitive market conditions, companies try to keep and increase their quality and reliability level of their products. Design to manufacturing time is becoming shorter and shorter. The classical approach for reliability testing cannot maintain desired reliability levels for products due to rapid changes on design such as cost down works, alternative components and additional new features and also such methods cannot respond with enough speed. A new approach for reliability must be developed in order to get trouble-free and robust products, which satisfies customer needs for a long time and this approach must show how reliable the new product is against the old one. A novel parameter, called maturity level (ML) or failure risk factor (FRF), which is given by 1-ML, is demonstrated to incorporate such factors and it is combined with traditional reliability prediction methods. Specifically, the new approach takes into account the qualitative reliability tests, which include hardware and software tests, performed during the research and development (R&D) stage and combines them with the other reliability prediction methods by using basic approaches. As a result, the new approach gives more accurate predictions compared with traditional prediction methods. Therefore, reliability analysts can determine the reliability and return rate of their products more accurately with this prediction model.
Kapalı mekan görünür ışık haberleşmesi için renk kaydırmalı anahtarlama modülasyonunun incelenmesi
Bu tez çalışmasında, optik filtrelerin maviye kayma özelliklerinin neden olduğu çoklu renk girişimi ve çok yolluluktan kaynaklı semboller arası girişim etkilerinin renk kaydırmalı anahtarlama modülasyonunun (Color Shift Keying, CSK) performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir ve bu etkilerin bastırılması için yeni bir uyarlanır denkleştirici yapısı önerilmiştir. Literatürde ve burada önerilen yöntemlerin BER performansları kapsamlı simülasyonlarla elde edilmiş, ardından önerilen yöntemin başarımının değerlendirilmesi için kapsamlı karşılaştırmalar yapılmıştır. Yapılan simülasyon çalışmalarında ilk olarak optik filtrelerin geçiş bandının ve ışınların geliş açısının neden olduğu çok renkli görünür ışık kanalının yapısal değişkenliği CSK modülasyonu için incelenmiştir. Daha sonra IEEE 802.15.7 standardında tanımlanan renk kalibrasyonu, literatürde kullanılan filtre bankası yapısı ve bu çalışmada önerilen uyarlanır denkleştirici yapısı verici gücüne göre elde ettikleri ortalama BER performansı ve oluşturulan kapalı mekan modeli içerisinde elde ettikleri BER dağılımları açısından karşılaştırılmıştır. Son olarak CSK modülasyonunun başarımı yüksek anahtarlama hızları ve renk seçici ortamlarda incelenmiştir.
Fish freshness detection by digital image processing
Fish is a great food to consume. It is healthy, delicious, but has very limited shelf life. After that limited time, consuming the fish can damage people?s health. Fish also start involving safety aspects such as being free from harmful bacteria, parasites or chemicals.In order to decide whether a fish is fresh or not, there are some tips like checking it?s eyes, smell or gills. All of these methods require experience, detailed knowledge about fish and give results that are changing from person to person.In this thesis, a practical way of determining the freshness of fish is proposed. Photographs of fish are taken by mobile phone?s camera and no extra sensors are used. Images are processed using MATLAB and some informative features are extracted. With the use of those features, an artificial neural network decides the freshness of the fish.With the proposed technique, four different features are obtained to determine the freshness of the fish, three of which are related with the shape and the other is related to the colour. By using the features obtained from the shape, 90% of the test fish have been correctly recognized. With the addition of the colour feature all the test fish have been successfully classified. These results prove that the proposed technique can be easily and successfully used to detect the freshness of the fish.
İletken tel saçıcıların tespiti ve music yöntemi kullanılarak elektromanyetik görüntülenmesi
Araziye döşenmiş tel tuzaklamalı el yapımı patlayıcı düzenekleri savunma sanayi içinde, Yüksek gerilim hatları ise alçak uçan helikopterler için tehlike oluşturmaktadır. Her iki olası uygulama için ortak payda iletken tellerin problemin bir parçası olmasıdır. İletken tel saçıcıların, elektromanyetik yöntemler kullanılarak varlığının tespiti, pozisyon, sayı ve şekillerinin bulunmasının mümkün olduğu düşünülmüştür. Tel saçıcıların varlığının tespiti için aydınlatıcı elektrik alanı polarizasyonu ile tel saçıcı yönü arasında oluşan polarizasyon açısının kullanılarak ilgi alanındaki tel saçıcıların diğer saçıcılardan ayırt edilmesine yönelik bir yöntem araştırılmış, önerilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Tel saçıcıların, pozisyonlarının 3 boyutlu olarak bulunması, sayılarının tespiti ve şekillerinin görüntülenmesi elektromanyetik bir ters saçının problemi olarak değerlendirilmiş ve MUSIC (MUltiple SIgnal Clasification) yöntemi çalışılmıştır. Yöntem 2 boyutlu olarak silindirik koordinatlarda ve 3 boyutlu olarak ise Kartezyen koordinatlarda benzetim çalışmaları ile uyumlu olarak 2 boyutlu ve 3 boyutlu deney ve ölçme düzenekleri hazırlanmış ve benzetim sonuçları ile doğrulana, MUSIC yönteminin tel saçıcıların sayı, pozisyonlarını bulabildiği, saçıcı şekillerini görüntüleyebildiği deneysel olarak gösterilmiştir.
Uzun yakıt dağıtım borularına uygulanan darbesel etki yerinin kablosuz sensörler ve lora radyosu kullanarak belirlenmesi
Bu tez çalışmasında katı cisimler üzerinde oluşan bir sesin kaynağının yerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Öyle ki; uzak mesafelere ulaşan su veya yakıt borusu gibi cisimlerin üzerinde ani darbe ile oluşan sesin konumunu bu cisimlere belirli aralıklarla yerleştirilmiş algılayıcılar kullanılarak algılamak hedeflenmiştir. Aynı zamanda algılayıcılar arasındaki haberleşme ve verilerin işlendiği işleme merkezi ile yapılacak haberleşme için birbirine ayrık olarak senkronlanmış LoRa radyoları kullanılmaktadır. Çalışmanın önemli bir kısmını katı cisimlerde ses kaynağının konumlandırması oluştururken kayda değer diğer bir kısmını da LoRA radyolarının senkronlanması ve alınan işaretlerin birlikte değerlendirmesi için yapılan çalışmalar almıştır. Bu haliyle çalışma ayrık zamanda çalışan algılayıcılar kullanılarak yapılan işaret kaynağı konumlandırması konusunda olmaktadır. Esasen algılayıcılar arasındaki mesafeler arttığında, konumlandırma doğruluğu da artmaktadır. Mesafenin uzaması yankıların, gürültü ve gürültü gibi parazitlerin etkilerini de artırmaktadır. Buna rağmen, kablosuz radyo haberleşme verileri yoluyla konumlandırma, algoritmalarının konumlandırma yeteneğini genişlemiş ve doğrulukları oldukça güvenilir bir seviyeye gelmiştir. Dolayısıyla önerilen yöntemler ve yapılan çalışmalar, bir makinedeki bir çatlağın veya bir atölye alanındaki sorunlu yerin konumlandırılması gibi konumlandırma uygulamalarının kullanım alanlarının da genişletilmesini vaat etmektedir.
Fabric defect detection using image processing techniques
The aim of this thesis is to design a defect detection system using image processing techniques. Inspection process is very important for textile industry. Defects decrease the profits of manufacturersand cause undesirable loses. Therefore, to reduce loses manufactures initially started to employ experts to detect the currently available defects on the fabrics. However, human experts have some drawbacks such as tiredness, boredom, and inattentiveness which cause to reduce the detection of faults. Because of that reason, textile industry started to develop new methods. Fortunately, the computer vision technologies with new developments in software and hardware have been applied to textile industry to increase the effectiveness of defect detection system.In our work, Difference of offset Gaussian (DOOG) filter has been used as the main part of fabric defect detection system. So far DOOG filter have not been used in textile defect detection systems. But, it was used for analysing the textures.Fabric patterns have symmetric and regular structures and whereas the defects disrupt the regularity. It is suitable condition to apply DOOG filters to images. DOOG filter is easily understandable and have simple structure. The system first transfers the filter and image in frequency domain then calculate the convolution of them. After this, filtered image convert back to time domain and the results can give information about the defects. In addition to DOOG filter, histogram analysis and thresholding is used to increase the detection of faults.In finding the faults and testing the system performance real fabric images are used. This provided a real test to the detection system. The results have shown that all of the defects have been correctly identified.
VoIP over wireless networks
Voice over IP and wireless are revolutionary technologies by all means of modern time which change the attributes of communications dramatically. VoIP is simply the transmission of voice traffic over IP-based networks. VoIP has become popular largely because of the cost advantages to consumers over traditional telephone networks whereas Wireless communications is a rapidly growing segment of the communication industry, with the potential to provide high-speed high-quality information exchange between portable devices located anywhere in the world. Since both technologies have shown their existence in today?s communication industry individually, merger of these technologies was necessary and hence both technologies are being deployed.In this thesis, the VoIP technology is examined by regarding its general structure, fundamental components and operation logic. In addition to the detailed explanation of VoIP procedure, the simple VoIP prototype in wireless networks was implemented. Codecs, signaling protocols, real time protocols and media gateway protocols are the main principles of the VoIP technology. These principles and the components such as end systems, signaling servers and media gateways are used to define and implement VoIP process.A VoIP Phone system requires the use of VoIP phones. VoIP phones come in several types. In this prototype, software based phones (Soft Phones) are preferred. Sipdroid application which runs in Android mobile phone and Peers application which runs in PC are used as SIP clients. These applications use G711 codec technology, SIP signaling and RTP real time protocols. The SIP accounts which are necessary to run these applications are obtained from a free signaling server called as Sip2Sip. This signaling server is responsible from setup of the SIP session establishment and control of the routing of signaling messages.In order to provide wireless network access to each SIP client, Cisco access points are used in this prototype.
El ile kavrama hareketinin düşünülmesi sırasında kaydedilen EEGişaretlerinin pso tabanlı sınıflandırılması
Beyin bilgisayar arayüzü (BBA) uygulamalarının önemli amaçlarından biri de engelli ve hasta bireyler için iyileştirme veya hayatlarını kolaylaştıracak yenilikçi çözümlerin araştırılmasıdır. Bundaki motivasyonlardan biri de felç veya kaza gibi durumlarla motor sinirlerinin zarar görmesi, insanların kas ve hareket kabiliyetlerini kısıtlasa da beyin düşünsel görevlerini yerine getirebilmesidir. Farklı tarzda temel düşünsel görevlerin otomatik çözümlenmesi bu tarz rahatsızlıkları olan kişiler için rehabilitasyon ve robot destekli teknolojilerine dayalı BBA sistemlerinin geliştirilmesine büyük fayda sağlayacaktır. Bu yüzden sağlıklı bireyler yerine hasta ve engelli bireylerden alınan veriler başarılı BBA uygulamaları için daha yol gösterici olacaktır. Bu tez çalışmasında da el hareket ve fonksiyon yetersizliği olan 10 gönüllü katılımcının sağ ve sol elinin kavramayı deneme hareketlerinin düşünülmesiyle kaydedilmiş ve ayrıca Clinical BCI Challenge WCCI 2020 yarışmasında da kullanılmış olan Elektroensefalografi (EEG) verileri üzerinde çalışılmıştır. Yüksek sınıflandırma başarımı amacıyla etkin elektrotlar ve öznitelikler önerilen yöntemle seçilmiştir. Öznitelik seçim aşamasında Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması kullanılmıştır. Seçilen etkin parametreler sayesinde sağ ve sol elin hareketinin hayalinin ayrımı k-en yakın komşuluk, doğrusal ayırma analizi, destek vektör makineleri ve torbalama karar ağaçları algoritmaları ile sırasıyla %84.32, %80.25, %77.25 ve %83.08 oranında başarımlar elde edilerek sağlanmıştır.
Analysis of bistability behaviour of lac operon by using systems theory
This thesis presents the original results of theoretical and numerical studies on the analysis of bistable behavior of the most studied gene regulatory network ?lac operon? in terms of the model parameters. In the study, two different lac operon models, one that ignores the transacetylase effect while the other takes it into account, are analyzed. The lac operon models assume methyl-1-thio-ß-D-galactoside as the artificial inducer. The bistability regions in the parameter space for both of the models are thoroughly determined by newly introduced discriminant and root locus based methods. The developed methods not only identify the ranges of the physical parameters ensuring the bistable behavior of the lac operon models, but also provide a way of tackling the problem of model analysis for this gene regulatory network under parameter uncertainties.For the lac operon model with no transacetylase effect, the boundedness of the state variables are demonstrated, the parameter values providing the existence of the multiple equilibria, thus the bistable behavior, are determined by the discriminant and root locus based analyses and a local stability analysis of the equilibria is performed. All these studies for the lac operon model with no transacetylase effect are performed in algebraic, graphical and numerical ways all supporting to each other. It is observed along the studies that, as in the lac operon model considering the transacetylase effect, the algebraic and graphical methods may get stuck for models yielding greater than third order polynomial equilibrium equations, and that the developed root locus based method provides an efficient numerical tool for any kind of gene regulatory and metabolic networks model given in a state equation form with rational right-hand side, derived based on enzyme kinetics employing Hill and Michaelis-Menten approaches.
Exploiting chaos in system identification and control
The thesis presents three main contributions: Two methods for system identification and a method for robustifying a chaotification method are developed in the thesis. The identification methods which are based on input-output data are used for the identification of linear, nonlinear and chaotic plants. Both identification methods construct nonlinear state equations for systems to be identified by using white Gaussian noise or chaotic state sequences in learning state recursions. Nonlinear state equations and output equations in these identification methods are realized by artificial neural networks. Extensive computer experiments on a set of benchmark plants for noisy input and initial conditons show that the developed methods provide significantly better performances when compared to the known identification methods. The third contribution of the thesis is another application in the direction of exploiting chaos now for forcing a nonchaotic plant to chaos in a robust way.
Classification of hand images using geometric features
Personal identification and verification systems are very important for high security and ease of usage in these days. These systems are hand recognition, fingerprint recognition, iris recognition; face recognition which uses biometrics traits. These are the systems with which the entry/ exit of personnel or students in and out of the factories, firms, hospitals and schools are controlled, with which the number of working days and hours are found, in short with which all the information can be obtained.Two classification methods are used in this project. They are k-Nearest Neighbor Algorithm and Linear Discriminant Analysis. The success rate of k-NN Method is 97.0 percent; the success rate of Linear Discriminant Analysis is 97.7 percent for the database containing 16 features with 300 hand images obtained from 60 people.The results were obtained by different methods and algorithm, and a table showing the minimum error rates according to the method used, was prepared. Results were compared. The best method for hand recognition system was decided.
Fotovoltaik santraller ve batarya enerji depolama sistemleri için güç sistemi kararlılık analizleri
Son yıllarda teknolojide yaşanan gelişmeler, ekonomik maliyetlerin düşmesi ve karbondioksit salınımındaki artış güç sistemlerinde yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimini ön plana çıkarmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında ise fotovoltaik (PV) birimlerden oluşan üretim tipi kendini göstermektedir. Fotovoltaik birimlerin santraller halinde güç sistemine bağlantısının gerçekleştirilmesi (penetrasyon seviyelerinin artması) geleneksel üretim yapısında bazı farklılıklara (kesikli üretim, döner yapının olmaması vb.) ve olumsuzluklara (toplam atalet momentinin düşmesi, birincil frekans desteğinin azalması vb.) sebep olmaktadır. Ortaya çıkan bu durumların giderilmesi için güç sistemlerinde enerji depolama birimlerinin kullanımı da artmaktadır. Bu çalışmada güç sistemlerinde yaşanan dinamik olaylarda PV santrallerin ve batarya enerji depolama sistemlerinin (BESS) tepkileri ve sistemde oluşturdukları etkileri güç sistemleri kararlılığı açısından analiz edilmiştir. Analizler DigSilent Powerfactory benzetim programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Detaylı olarak ele bu alınan çalışmada birçok açıdan analizin yapılabilmesi için farklı büyüklükte güç sistemlerinden faydalanılmıştır. PV santraller ve BESS birimlerinin özellikleri, kontrol seçenekleri, penetrasyon seviyeleri/boyutları, sayıları ve konumları çalışmada göz önüne alınmıştır. Sistemlerde geçici olay tipleri ve konumları ele alınan diğer durumlardır. Ayrıca yük tiplerinin özellikleri ve incelenen yapılarla etkileşimi de çalışmada yer almaktadır. Yapılan çalışmada geçici hal ve frekans kararlılığı analizi üzerinde durulmuş ayrıca gerilim kararlılığı da analiz edilmiştir.
Kesintisiz güç kaynaklarında model öngörülü kontrol ve akıllı karar verici uygulamaları
Bu tez çalışmasında, üç fazlı kesintisiz güç kaynağı (KGK) çıkış gerilimi kontrolü amaçlı bozucu etki gözlemleyici tabanlı model öngörülü kontrol yöntemleri kullanılarak kontrol sistemi tasarlanmış, tasarlanan bu kontrolörlerin performansları benzetim ve deneysel ortamda hazırlanan KGK sistem modelinde incelenmiştir. İlk önce bir üç fazlı iki seviyeli KGK modeli ayrık zamanda elde edilmiş ve elde edilen bu model kullanılarak KGK sistemindeki model belirsizlikleri politopik belirsizlikler sınıfı biçiminde modellenmiştir. Yük akımı bozucu etkisi ve model belirsizlikleri birleştirilerek toplu bozucular elde edilmiş ve elde edilen bu toplu bozucular KGK dinamik denklemlerine eklenmiştir. Eklenen bu toplu bozucuları kestirmek için model belirsizlikleri dikkate alınarak bir dayanıklı bozucu etki gözlemleyicisi önerilmiştir. Önerilen bu gözlemleyici tabanlı CCS-MPC (Continuous Control Set Model Predictive Control) ve FCS-MPC (Finite Control Set Model Predictive Control) kontrolörler tasarlanarak KGK çıkış gerilimi kontrol edilmiştir. Kontrol algoritması C programlama dilinde yazılmış ve dll (dynamic link library) fonksiyonu kullanılarak PSIM yazılımı ortamında elde edilen KGK benzetim modeline uygulanmış ve TMS320F283F377D mikro denetleyicisi kullanılarak laboratuvar ortamında oluşturulan 6KW gücüne sahip KGK prototipinde gerçek zamanlı deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
Mamografi görüntülerindeki kitlelerin ve pektoral kas bölgesinin süperpozisyon etkisini dikkate alarak belirlenmesi
Bu tez çalışmasında, mamografi görüntülerindeki kitleleri ve pektoral kas bölgesini süper pozisyon etkisini dikkate alarak belirleyen yeni bir yaklaşım önerilmektedir. Süper pozisyona uğramış şüpheli bölgelerin belirginliğini artırmak için önce, dört farklı yöndeki Gabor filtreleri kullanılmış ve daha sonra topoğrafik haritaları oluşturulmuştur. Bu haritalar üzerindeki ilgi alanlarını belirlenmek için Eş Yükselti Eğrilerinin Kural Tabanlı Sınıflandırılması (EEKTS) yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemde; ilgi bölgelerini belirlemek için optimum hayat süresi (OHS) içerisinde bulunan eş merkezli yükselti bölgelerinden hesaplanan yuvalama derinliği morfolojik, parlaklık ve doku öznitelikleri kullanılmaktadır. EEKTS yönteminin başarısını süper pozisyon etkisi altında kalan bozulmuş pektoral kas bölgeleri üzerinde artırmak için topoğrafik harita bloklara ayrılmıştır. Bu sayede, bozulumun etkisi bloklar halinde lokalize edilir ve sağlam olan pektoral kas sınırı parçalarının spesifik desenlerine sahip kontur dizisi ortaya çıkar. EEKTS yöntemi, belirginliği düşük olan kitle ve pektoral kas sınırı örneklerini yüksek doğrulukta tespit etmektedir. Literatürde yer alan pektoral kas bölgesi çıkaran BDT yazılımları, süper pozisyon sonucu bu bölge içerisinde olabilecek kitleleri ihmal etmişlerdir. Bu tez çalışması kapsamında pektoral kas bölgesinin çıkarıldıktan sonra kitle tespit işlemi yapılmasının, EEKTS yönteminin performansına olan etkisi detaylıca incelenmiştir.
Kablosuz vücut alan ağlarında ultra geniş bant haberleşmede verici ve alıcı analizleri
Kablosuz vücut alan ağları (KVAA) vücut içi, üzeri ve dışındaki duyarga ve bağlantı merkezleri haberleşme ağıdır. IEEE 802.15.6 protokolü bu ağa yönelik çıkarılmıştır. Bu çalışmada, IEEE 802.15.6 ultra geniş bant (UGB) fiziksel katmanında güvenilir veri iletimine yönelik önerilen kanal kodlama ve modülasyonlar ile dikgen frekans bölmeli çoğullama (DFBÇ) tabanlı çift taşıyıcılı modülasyon (ÇTM) teknikleri incelenmiştir. Öncelikle KVAA kanalları incelenmiş, üzerinde çalışmak üzere uygun bir model seçilmiştir. ÇTM'nin farklı çeşitleri ortaya konarak, teorik hata olasılıkları çıkarılmış ve hem ÇTM ile aynı kod oranına sahip kanal kodlaması hem de farklı bir verici çeşitlemesi yöntemi ile karşılaştırılmıştır. IEEE 802.15.6 UGB fiziksel katmanı benzetimi çıkarılarak, bu çalışmada irdelenen ÇTM ve çeşitleriyle, protokolde önerilen zamanlama parametrelerine göre ve aynı KVAA kanallarında karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, çıkarılan ÇTM teorik hata olasılıkları ile benzetim sonuçlarının örtüştüğü görülmüştür. Özellikle yüksek seviyeli modülasyonlarda, ÇTM başarımlarının eş değer modülasyon ve kanal kodlama tekniklerinden daha yüksek bulunmuştur. Yüksek veri hızlarında hem protokol modülasyonları hem ÇTM'lerin başarımları KVAA kanallarda oldukça düşük çıkmıştır. Dolayısıyla yüksek veri hızlarında kanal denkleştirici veya DFBÇ'li sistemlerde daha yüksek alt taşıyıcı kullanılması gerekmektedir.
Çeşitli aktiviteler sırasında kaydedilmiş EEG ve EMG işaretlerinin sınıflandırılması
Bu tez çalışmasında 11 gündelik aktivitenin yapıldığı esnada eşzamanlı olarak kaydedilmiş EEG ve EMG veri setinin sınıflandırılması hedeflenmektedir. 20 kişiye ait ölçümlerin bulunduğu bu veri seti 1 kanal EEG ile 1 kanal EMG verisinden oluşmaktadır. EEG verilerinin alt bileşenlerini elde etmek için ayrık dalgacık dönüşümü kullanılmıştır. Sonraki aşamada EEG, EMG ve alt bileşenlere ait öznitelikler çıkarılmıştır. Çalışmada kullanılan öznitelikler ortalama mutlak değer, Hjorth değişkenlik parametresi, basıklık, Hurst fraktal indisi ve sıfır geçişleridir. Sınıflandırma aşamasında literatürde yaygın olarak kullanılan; K-En Yakın Komşular, J48, Destek Vektör Makinesi, Yapay Sinir Ağları ve Naif Bayes yöntemleri kullanılmıştır. Sınıflandırma EEG ve EMG verileri ile bu iki veri tipinin birleştirilmesiyle elde edilen veri kümesi üzerinden gerçekleştirilmiştir. En yüksek doğruluk %94.7 ile K-EYK yönteminden, EEG ve EMG öznitelikleri kullanılarak elde edilmiştir. Sınıflandırma performansını iyileştirmek ve gürültü oranını azaltmak amacıyla Temel Bileşen Analizi kullanılmıştır. Böylelikle DVM yönteminden elde edilen başarı %91.3 seviyesine çıkmıştır. Diğer çalışmalara kıyasla, sadece iki kanal elektrot ile kaydedilmiş çok sınıflı bir veri kümesinin yüksek doğrulukla sınıflandırılması ve EEG ve EMG sinyalleri için aynı özniteliklerin kullanılması bu çalışmanın farkını ortaya koymaktadır.
Mors kodunu konuşmaya çeviren EEG tabanlı beyin-bilgisayar arayüzü
Tez kapsamında, EEG cihazı kullanılarak toplanan verilerden tespit edilen bilinçli göz kırpmalarla oluşturulan kelimelerin, konuşmaya dönüştürülmesi gerçekleştirilmiştir. Günümüzde dünya nüfusunda sayıları oldukça fazla konuşma ve hareket yetisini kaybetmiş kişiler bulunmaktadır. Bu kişiler çevrelerinde tüm olup biteni görebilmekte ve duyabilmekte, fakat dış dünya ile iletişim kuramamaktadırlar. Ayrıca en basit günlük ihtiyaç veya düşüncelerini çevrelerine aktaramamaktadırlar. Bu tezin amacı, kişilerin isteklerini göz kırpmalar aracılığıyla çevrelerine iletebilmelerini sağlamak ve böylece yaşam kalitelerini arttırmaktır. Bu amaçla Mors kodlarını konuşmaya çeviren iki farklı sistem geliştirilmiştir. İlk adımda kablosuz Neurosky MindWave cihazı ile sol gözün üzerine yerleştirilmiş elektrottan, tek kanal olarak EEG sinyalleri toplanmıştır. EEG sinyalleri içinde, beyin aktivitesi haricinde göz kaynaklı hareketlerden doğan sinyaller de bulunur. Bu sinyallerden yararlanılarak Mors kodlarıyla oluşturulan kelimeler, Matlab içerisindeki Metin-Konuşma Sentezi algoritması ile konuşmaya dönüştürülmüştür. İlk sistemde veri toplama sonrası; dalgacık analizi, yapay sinir ağları sınıflandırma, Levenshtein mesafe ve metin-konuşma sentezi algoritmaları kullanılmıştır. İkinci sistemde ise verilere dinamik zaman bükme ve metin-konuşma sentezi algoritmaları uygulanmıştır. Her iki sistemden de elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış, özellikle ikinci sistemde son derece başarılı sonuçlara ulaşılmıştır. Yapılan çalışmada ayrıca maliyeti düşük, kullanımı kolay ve hassasiyeti yüksek olan tek kanallı EEG sinyal toplama işlemi yapan bir kart tasarımı da yapılmıştır.
Fotovoltaik uygulamalar için çok seviyeli eviricide modülasyon tekniklerinin karşılaştırmalı analizi
Güç sistemlerinde sağlanması gereken güç kalitesi şartlarının gün geçtikçe günün koşullarına bağlı olarak değişime uğradığı gözlemlenmektedir. Güç kalitesini olumsuz yönde etkileyen etmenlerden ön plana çıkanlar gerilim ve/veya akım harmonik bozunumlardır. Bu harmonikler genel itibariyle doğrusal olmayan ve anahtarlamalı sistemler tarafından üretilmektedir. Dağıtık üretim birimleri, reaktif güç ve gerilim kompanzatörlerinde kullanılan şebeke bağlantılı güç elektroniği çeviricileri, çeşitli harmonik üreten sistemlerden biridir. Güç elektroniği çeviricilerinden olan eviriciler iki seviyeli ve çok seviyeli olarak sınıflandırılabilirler. İki seviyeli eviriciler genellikle şebeke ve küçük ölçekli endüstri uygulamalarında, çok seviyeli eviriciler ise orta ve yüksek güç dönüşümü talebi olan yapılarda kullanılmaktadır. İki seviyeli eviricilerle karşılaştırıldığında çok seviyeli eviriciler, düşük elektromanyetik uyumluluk, yüksek gerilim kapasitesi, düşük anahtarlama kayıpları ve yüksek güç kalitesinde dalga şekilleri gibi birçok üstünlüğe sahiptir. Çok seviyeli bir eviricinin temel hedefi, daha az harmonik bozunum ve yüksek kaliteli çıkış gerilimi dalga formudur. Bir güç elektroniği çevirici sisteminin verimini artırmak, sebep olduğu harmonik bozunumları azaltmak ve standartların gereksinimlerini karşılamak için yapılabilecekler üç kategoride isimlendirilebilir: Topolojik iyileştirilme, yeni modülasyon tekniğini düşünme ve uygun kontrol stratejilerini kullanma. Literatürde temel üç farklı modülasyon tekniği çok seviyeli eviriciler için kullanılmaktadır. Bunlar: Çok seviyeli sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SDGM), uzay vektör darbe genişlik modülasyonu (UV-DGM) ve çok seviyeli seçmeli harmonik elemeli darbe genişlik modülasyonu (SHE-DGM). Bu araştırma çalışmasının amacı çeşitli modülasyon teknikleri ile fotovoltaik uygulamalar için çok seviyeli eviricinin performans analizini gerçekleştirmektir. Bu çalışmada evirici çıkış akım ve gerilim dalga şekilleri, evirici verimi (Normal verim, Avrupa verimi ve Kaliforniya verimi), aktif evirici giriş ve çıkış güçleri ve toplam harmonik bozulma (THB) miktarı gibi performans parametrelerini değerlendirmek için tek fazlı 5-seviyeli Hköprü diyot kenetlemeli (DK) evirici için sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SDGM),üçüncü harmonik eklemeli darbe genişlik modülasyonu (ÜHE-DGM), uzay vektör darbe genişlik modülasyonu (UV-DGM) ve hibrit darbe genişlik modülasyonu (HDGM) teknikleri uygulanmaktadır.
Feedback linearization, stability and control of piecewise affine systems exploiting canonical and conventional representations
Piecewise Affine (PWA) systems constitute a quantitatively simple yet qualitatively rich subclass of nonlinear systems. On the one hand, two-segment PWA ideal diode model, which is the most basic nonlinear circuit element of electrical engineering, can be considered as the simplest example. On the other hand, Chua?s circuit, which demonstrates one of the most complicated nonlinear dynamical behaviors, i.e. chaos, contains a three-segment PWA resistor as the unique nonlinear element. PWA system and controller models are becoming attractive in control area since they allow exploiting linear analysis techniques and providing a suitable structure for which the extension of the control system analysis and design methods originally developed for linear systems into this special nonlinear system class is possible. The thesis has three main contributions to the PWA control systems area. For the PWA control systems, the thesis introduces the development of feedback linearization methods for PWA control systems based on the canonical representation. The second contribution is the proposed robust chaotification method by sliding mode control. For the stability analysis of PWA control systems, a novel quadratic Lyapunov function based on intersection of degenerate ellipsoids and vertex representations of the polyhedral regions is the third contribution of the thesis. The absolute value based canonical representation employed in feedback linearization of PWA control systems provides parameterizations and compact closed form solutions for the controller design by feedback linearization. These parameterizations and closed form solutions constitute a basis for further theoretical and applied studies on the analysis and design of control systems. Keywords : Piecewise affine, Lyapunov stability, feedback linearization, chaotification, sliding mode control
Otomotiv tesisindeki basınçlı hava kompresörlerinde otomasyon ile enerji tasarrufu uygulaması
Dünya nüfusunun artması, insanların çalışma düzeyindeki gelişme ve endüstriyel faaliyetlerde ortaya çıkan gelişmeler enerji kullanımlarını düzenleme ve azaltmaya yönelik faaliyetlerde bulundurmaya başlamıştır. Bu çalışma, otomotiv tesisindeki basınçlı hava kompresörlerinde enerji tasarrufu sağlamayı ve enerji verimliliğini artırmayı hedeflemektedir. Bu çalışma doğrultusunda Ankara'da bulunan Türk Traktör fabrikasının basınçlı hava sistemi üzerinde ölçüm ve incelemeler yapılması, sistemde bulunan basınçlı hava kompresörlerinin çalışmalarını inceleyip analiz yapılması ve bu kapsamda kompresörlerin çalışmasını düzenleyici enerji tasarrufu sağlayacak bir otomasyon sistemi tasarımı ortaya çıkarılmıştır. Çalışma kapsamında uygulanan metodoloji: Basınçlı hava sistemi bileşenlerinin ve konfigürasyonunun belirlenmesi; işletme tarafı incelemelerinin yapılması; uygulanacak projenin kapsamı; işletmeye özgü sistem tasarımının yapılması; talep tarafı incelemeleri ve hesaplamalarının yapılması; sonuç ve önerilerin raporlanması; ve uygulanan projenin tasarruf ekonomik analizi adımlarını içermektedir. Sistemin mevcut halinin çalışması sırasında ki incelemeler; bir enerji analizörü ve akış metre kullanarak işletmedeki kompresörlerden veri toplanmış ve kompresörlere özgü enerji tüketimleri hesaplanmıştır. Diğer yandan, işletmeye özgü tasarlanan otomasyon sistemi kompresörleri eş yaşlanmalı olarak çalışmasını sağlayarak bakım tasarrufu sağlamış ve tüm kritik verilerinin, arıza alarmlarının merkezi SCADA sistemine aktarımı sağlanarak işletme personellerinin periyodik kontrol zamanlarını azaltmıştır. Projenin uygulanması ile işletmenin yıllık enerji tüketiminde %8,3 oranında enerji tasarrufu ortaya çıktı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Basınçlı hava kompresörleri, enerji verimliliği, otomotiv tesisi, enerji tasarruf önlemleri, otomasyon sistemleri.
Tekil değer ayrışımına dayalı ön koşullama ile iyileştirilmiş sıkıştırmalı örnekleme verilerinin sınıflandırılması
Günümüzde aktarılan, depolanan ve işlenen veri miktarının hızla artıyor olması nedeniyle, veri iletim, saklama ve veriden bilgi üretimi alanlarında yenilikçi çözümlere her geçen gün daha fazla gereksinim duyulmaktadır; Sıkıştırmalı Örnekleme (SÖ) veri aktarım ve depolama, Sıkıştırmalı Sınıflama (SS) da veri sınıflama için yenilikçi çözüm sunan iki yaklaşımdır. SÖ, Shannon örnekleme teoreminde gerek duyulan miktardan daha az sayıda örnekle kayıpsız bir geri çatımı yüksek olasılıkla mümkün kılmaktadır. SS ise SÖ ile üretilen ölçüm uzayında gerçekleştirildiği için işlenen vektörlerinin boyut azaltımından kaynaklı işlem ekonomisi ve operasyon avantajları sağlamaktadır. SÖ'de kullanılan ölçüm matrisine Ön koşullama (ÖK) uygulanmasıyla geri çatım için gerekli örnek sayısı, dolayısıyla iletimi/saklanması gereken veri miktarı azaltılabilmektedir. Ayrıca, ölçüm matrisinin Tekil Değer Ayrışımı (TDA) ile iyileştirilmesinin geri çatım başarımına katkısının deneysel incelemesi de literatürde mevcuttur. Bu tezdeki yenilikler; SÖ'de ölçüm matrisinin TDA ile iyileştirildiği yaklaşımın bir ÖK olarak formüle edilip TDA-ÖK olarak adlandırılması, TDA-ÖK yaklaşımının geri çatım için gerekli örnek sayısını azaltacağının teorik ispatı ve bu neticeyi inceleyen iki farklı Monte Carlo (MC) benzetiminin gerçekleştirilmesi, TDA-ÖK kullanımının SS başarımına etkilerinin üç farkı sınıflama metodu (En Yakın K-Komşu (EYKK), Rasgele Orman (RO) ve Destek Vektör Makineleri (DVM)) kullanarak beş farklı veri kümesi (MNIST, Fashion MNIST, Chinese MNIST, Sign MNIST ve WARD) üzerinde gerçekleştirilen SS uygulamalarıyla incelenmesidir. Tezde elde edilen bulgulardan birisi TDA ÖK'nın SS sonuçları üzerindeki etkisine dair kesin bir tanımlama yapılmasının mümkün olmadığıdır. Elde edilmiş diğer bir bulgu da SÖ ile üretilen ölçüm verilerinin sınıflanmasında EYKK'nin diğer iki yönteme göre daha iyi sonuç verdiğidir. EYKK ile sınıflamaya dair bir başka bulgu da boyut azaltımında %25 ve %50 sıkıştırma oranları için SÖ'nün Temel Bileşen Analizi'ne (TBA) yakın bir alternatif oluşturmasıdır. Örnek verilebilecek diğer bir bulgu da incelenen boyut azaltım uygulamaları ve veri setleri için RO'nun kesinlik ve anımsama başarımının birkaç istisnai durum hariç sınıflama öncesi boyut azaltımından olumsuz etkilendiğidir.
Dağıtık elektrik şebekelerindeki arızaların tespiti için makine öğrenimi
Bu araştırma, elektrik şebekelerinde simetrik ve asimetrik kısa devrede meydana gelen arazaların algılanması, sınıflandırılması ve analizleri için makine öğrenimi algoritmalarının uygulamalarını kapsamaktadır. Gerekli üç fazlı voltaj ve akım değerleri DIgSILENT yazılımı ile değişik kısadevre durumlarına göre simülasyon yapılarak üretilmiş ve analizler Python yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, ayrık dalgacık dönüşümü uygulanarak ön veri işleme yapılmış, sonrasında da minimum entropi ayrışma ve Destek Vektör Makinesi algoritması uygulanarak ana dalgacık ve ayrışma seçimi seviyesi için bir model geliştirilmiştir. Eğitmenli makine öğrenimi modellerinin performansını artırmak için makine öğrenimi eğitim adımı sırasında eğitmensiz boyut azaltma teknikleri uygulanmıştır. Son olarak, düşünülen özellikler özellik çıkarma yoluyla minimize edilmiş ve daha az özellik göz önünde bulundurarak, model veri kümelerinin aşırı yüklenmesi veya yetersiz kalması önlenmiş ve algoritmaların performansı artırabilmiştir. Geliştirilen algoritma ve yaklaşımlar daha güvenilir koruma yöntemleri elde etmek için farklı arıza problemleri için de uygulanabilir.
Videolarda insan eylemlerini tanımada poligon tabanlı öznitelik çıkarımı
Videolardaki insan eylemlerinin tanınması ve sınıflandırılması için, silüet tabanlı yeni bir öznitelik çıkarma yöntemi önerilmiştir. Bu amaçla, "Hareket Geçmişi Görüntüsü (HGG)" ve "Poli-Siluet (PoS)" adı verilen yeni görüntü şekilleri, yeni bir "Poligonlaştırma Algoritması (PoG)" ve yeni bir "Poligon Kodlama Algoritması (PoC)" geliştirilmiştir. Önerilen yöntem, "Silüet Videolarından (SiVi)" , HGG'lerin elde edilmesi, daha az köşeye indirgenerek poligon formuna dönüştürülmesi ve kodlanmasına dayanmaktadır. Geleneksel siluet oluşturma yöntemleri siluetlerin gövde bütünlüğünü tek başlarına karşılayamadıklarından, bu sorunu aşmak için, görüntü ve videolarda yer alan insan ve nesneler üzerinde örnek bölütlemesi yapabilen Yolact++'ın kodları değiştirilerek, modelin ürettiği insan maskeleri ile SiVi'ler oluşturulmuştur. Hareketi daha iyi tanımlayan HGG'ler, ardışık olmayan SiVi karelerindeki silüetleri ağırlık merkezlerine göre toplanması ile elde edilir. Poligonlaştırma işlemi, HGG görüntülerine uygulanır. PoG, eğri şekilleri ve görüntülerin poligonlaştırılmasına dayansa da, çalışması tam olarak bunlara benzemez. PoG, HGG'nin kontur koordinatlarını hızlı bir şekilde istenilen boyuta indirger. Elde edilen poligonlaştırılmış HGG görüntülerine PoS adı verilir. PoC algoritması, PoS görüntüsünü parametre olarak alır ve içerisindeki şeklin sol üst köşe koordinatından başlayarak, saat yönünün tersinde dolanırken, üzerinden geçilen her bir kenar ile bir vektör oluşturur. Bu esnada vektörün, çalışmada belirlenen sekiz adet açısal alandan hangisine iz düşümü olduğunu hesaplayarak, ilgili vektörün kodunu belirler. Bir PoS'un tüm kenar vektörlerinin kodları, dolaşılma sırasıyla dizi içine kaydedildiğinde, o vektörler ile oluşan PoS için poligon kodu elde edilir. Uzun poligon kodları ile kolay işlem yapılabilmek ve farklı uzunlukta vektörler oluşturulabilmek için, genetik algoritmada kullanılan k-mer gruplandırma tekniği benzeri bir yaklaşım çalışmada geliştirilmiştir. Düşünülen işlem poligon kodunun normalizasyonunu sağlamakla kalmamış, aynı zamanda poligon kodunun adaptif bir çekirdeğe göre uyarlanmasını doğurarak çalışmada önceden düşünülmeyen, farklı bir boyuta bu çalışmayı taşındığı görülmüştür. Gruplama k boyu olarak farklı uzunluklar seçilmiş ve poligon kod grupları, k boyuna göre oluşabilecek en büyük kodlara bölünerek normalize edilmiştir. Önerilen öznitelik çıkarma yöntemi, herhangi bir aksiyon videosunun karelerinden elde edilmiş PoS üzerinde eşit uzunlukta öznitelik vektörlerinin üretilmesini garanti eder, bu durum, boyut sorununun üstesinden gelmek için ekstra boyut indirgeme algoritmalarının kullanımına ihtiyacı ortadan kaldırır. Farklı k-mer uzunlukları, çalışmada kullanılan veri setleri üzerinden elde edilen öznitelik vektörlerinde denenerek "işlem hızı" ile "sınıflandırma doğruluğu" karşılaştırmaları yapılmıştır. Yöntem, HMDB51 ve UCF101 veri setleri üzerinde denenmiş en iyi performans veren k-mer boyu ve sınıflandırma doğruluk sonuçları, diğer çalışmalarla karşılaştırılmış ve daha başarılı sonuçların elde edildiği görülmüştür. Ayrıca, çalışmaya özgü hazırlanan Yoga veri seti üzerinde HGG görüntülerinin farklı formları ile ek olarak derin ağ uygulamaları da gerçekleştirilmiş ve kayda değer cesaretlendirici sonuçlar alınmıştır.
Bilişsel yorgunluğun EEG işaretleri ile sınıflandırılması
Bilişsel yorgunluk, beyinin aşırı aktivitesinden kaynaklanır. Uzun süreli konsantrasyon, yüksek risk altında stresli çalışma ve uykusuzluk gibi diğer faktörlerden de kaynaklanabilir. Bilişsel yorgunluk üretkenliğin azalmasına ve güvenlik risklerinin artmasına yol açar. Bu tez çalışmasında bilişsel yorgunluk öznel verilere bağlı kalmadan hızlı ve doğru bir şekilde tespit edilmek istenmiştir. Bunun için CogBeacon veri seti kullanılmıştır. Bu veri seti 19 kadın ve erkek katılımcıdan iki oturumda gerçekleştirilen 76 bilişsel görev esnasında, 4 elektrotlu MUSE EEG cihazı yardımıyla toplanmıştır. Toplanan ham EEG rast gele ayrılmıştır. Genelde ses sinyallerinin analizinde kullanılan 12 farklı katsayının hesabı yapılarak sınıflandırma işlemi yapılmıştır. Öznitelik olarak OK, LD, OMD, DOMD1, DOMD2 ve GOMD denenmiştir. En iyi sonuçlar MFKK ve GTKK hesapladıktan sonra k-EYK ve DVM algoritmalarıyla yapılan sınıflandırma işlemleri sonucu elde edilmiştir. MFKK hesaplandıktan sonra yapılan sınıflandırmada k-EYK sınıflandırma doğruluğu %78.72, DVM sınıflandırma doğruluğu %78.43, aynı şekilde GTKK hesaplandıktan sonra yapılan sınıflandırmada k-EYK sınıflandırma doğruluğu %78.08, DVM sınıflandırma doğruluğu %76.61 olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Bilişsel Yorgunluk, Elektroensefalografi (EEG), Mel Frekans Kepstral Katsayısı (MFKK), Gammatone Kepstral Katsayısı (GTKK)
İletim şebekesinde daralma katsayısı parçacık sürüsü optımızasyon yöntemini kullanarak TCSC ile güç kaybı optimizasyonu
Sosyal yaşamın gelişmesiyle birlikte yerleşik alanlarda artan reaktif güç tüketimi, hatlara yüklenilerek gerilim düşümünün ve güç kayıplarının artmasına neden olurken hattın taşıma kapasitesinin de düşmesine yol açar. Bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak için yaygın olarak kullanılan en etkili yöntemlerden biri iletim şebekesine TCSC yerleştirmektir. TCSC teknolojisinin iletim şebekesinde ana rolü hat gerilim seviyesini artırmak, güç kaybını en az seviyeye indirmek ve hattın aktarma kapasitesini artırmaktır. Önceki TCSC'nin optimum konumu ve boyutu deneyimine göre farklı Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) algoritması seçilmektedir. Bu nedenle, TCSC'nin optimum konumunu ve boyutunu bulmak için yeni bir PSO optimizasyon metodu önemlidir. Aynı zamanda, optimum konumu ve en iyi TCSC boyutu iletim şebekesinin güç kaybını en az seviyeye indirebilmektedir. Bu çalışmada, standart PSO, atalet ağırlığı PSO ve yeni metot olarak daralma katsayısı tabanlı PSO ile güç kaybını en aza indirmek için güç sisteminde TCSC optimum konumunu ve değerini sunmaktadır. Aynı zamanda bu üç farklı algoritma üzerinde karşılaştırma yapılmıştır. Simülasyonlar, IEEE 14 bara sistemi, IEEE 30 baralı sisteminde TCSC de dahil olmak üzere Newton Raphson yük akış yöntemini kullanarak analize edilmiştir. Anahtar Kelimeler: TCSC, CCPSO, Newton Raphson Yük Akış Yöntemi
Derin ağ tabanlı özniteliklerle gazların sınıflandırılması ve konsantrasyon değerlerinin regresyon analizi
Elektronik burun (e-burun), kimyasal sensör dizilimi ile biyolojik malzemelerden yayılan uçucu bileşikler üzerinde hassas ölçümler yaparak çeşitli özellikleri belirleyen, tanımlayan ve sınıflandıran elektronik algılama teknolojisine dayalı bir cihazdır. İnsan koku alma mekanizmasını taklit ederek çalışan bu sistemler, son yıllarda farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. E-burundaki önemli konulardan biri de farklı gazların farklı konsantrasyon değerlerinin tahmin edilmesidir. Gaz konsantrasyonlarının doğru bir şekilde tahmin edilmesi, hastalık tespiti gibi hassas konularda da çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışma, derin öğrenme (Deep Learning, DL) ağlarını kullanarak 4 adet metal oksit gaz sensörü tarafından tespit edilen etanol, metan, etilen ve karbon monoksit gazlarının konsantrasyon seviyelerinin ve değerlerinin sınıflandırma ve regresyon başarılarının artırılması amacıyla yapılmıştır. Gazların konsantrasyon seviyelerine göre sınıflandırma başarılarının karşılaştırılmasında ve belirli bir aralıktaki konsantrasyon değerlerinin tahmin başarılarının karşılaştırılmasında farklı yöntemler kullanılmıştır. Bu işlemlerin gerçekleştirilmesi için gaz verilerine ön işleme ve farklı öznitelik çıkarımı adımları uygulanmıştır. Bu çalışmanın odak noktası, öznitelik çıkarımı yapılmasında yeni yöntemler geliştirerek sınıflandırma ve regresyondan elde edilen başarının artırılmasıdır. Bu amaçla, iki yeni metodoloji önerilmiştir. Geliştirilen yöntemlerden birinde, derin öğrenme ağlarından biri olan Uzun Kısa-Süreli Bellek (Long Short-Term Memory, LSTM) ağlarının tam bağlantılı katmanından öznitelik çıkarımı yapılmış, çıkarılan öznitelikler sınıflandırma ve regresyonda kullanılmıştır. Önerilen diğer metodolojide ise LSTM ağının tam bağlantılı katmanından elde edilen veriler Zamansal Evrişimli Ağ (Temporal Convolutional Network, TCN) modeline giriş olarak uygulanmıştır ve bu TCN'nin tam bağlantılı katmanından elde edilen özniteliklerde sınıflandırma ve regresyon çalışmalarında kullanılmıştır (LSTMFCL-TCNFCL). Önerilen her iki yöntemin sonuçları geleneksel yöntemlere göre karşılaştırıldığında hem sınıflandırma hem de tahmin sonuçlarında iyileşme olduğu, başarının arttığı ve ortalama karesel hataların da önemli ölçüde azaldığı görülmektedir. Ayrıca, ön işleme aşamasında sinyal düzeltme uygulandığı zaman sonuçlarda dikkate değer bir şekilde artış olduğu da görülmektedir. Hem sinyal düzeltmenin uygulanması hem de geliştirilen yöntemlerle sonuçlarda iki taraflı bir iyileşme olması sağlanmıştır. Sınıflandırmada Destek Vektör Makinesi (Support Vector Machines, SVM) algoritması 94,7% ile en yüksek doğruluk oranını verirken, regresyonda ise en düşük ortalama karesel hatalar Gauss Süreci Regresyonu (Gaussian Process Regression, GPR) ile elde edilmiştir.
Akıllı elektrık şebekeleri için derin öğrenme kullanarak elektrikli ev aletlerinin sınıflandırması
Akıllı elektrik şebekelerinde (smart grid) enerji talep tarafı yönetiminin (TTY) başarılı bir şekilde uygulanmasının temel koşullarından biri elektrik yük izleme sistemi ile farklı yüklerinin izlemesidir. Enerji ve sürdürülebilirlik sorunları, veri madenciliği ve makine öğrenmesi yaklaşımları kullanılarak ele alınabilecek çok sayıda sorunu beraberinde getirmektedir, Ancak, kamuya açık veri kümelerinin bulunmamasından dolayı bu tür problemlerin çözümü yavaş olmuştur. Bu çalışmada, önce verimli bir Enerji Ayrıştırma (energy disaggregation) modeli tasarlanmış ve Konutsal Enerji Ayrıştırma Veri Kümesi (REDD) adı verilen kamuya açık ortak kriter (benchmark) verilerine ve başarı metriklerine dayanarak model değerlendirmesi yapılmıştır, daha sonra akıllı şebekede cihaz sınıflandırma araştırmalarını ilerletmeyi hedefleyen ve ev elektriği kullanım verilerini içeren Türkiye Elektrikli Ev Aletleri Veri Seti (TEEAVS) adı verdiğimiz bir veri kümesi sunulmuştur. Ayrıca, bu çalışmada TEEAVS ile önerilen cihaz sınıflandırıcı modeli eğitilmiş ve performans değerlendirmesi yapılmıştır. Yapılan bu değerlendirmenin başarısı REDD veri seti ile yapılan performans testi ile doğrulanmıştır. Bu tezde veri toplamak için akım sensörleri ve Node-Red yazılım kurulumları ile Nesnelerin İnterneti (IoT) mimarisi kurulmuştur.
Hava konuşlu minyatür yanıltma platformlarının gövde yapısında faz dizi anten kullanılarak radar kesit alanının arttırılmasının incelenmesi
Geçmiş yıllardan bu yana hava savunma sistemlerini güçlendirmek ve düşmanı yanıltmak için yoğun çalışmalar sürdürülmüştür. Elektronik karşı önlem ve aldatma kavramlarında tuzaklar çok önemli bir role sahiptir ve son birkaç yılda birçok çalışma gerçekleştirilmiştir. En etkileyici olanı minyatür hava konuşlu yanıltma platformu (MALD)'lardır. Savaş uçaklarının radar imzalarını ve uçuş profillerini taklit ederek düşman hava sahasına saldırı izlenimi vermek için kullanılırlar. Ancak düşük radar kesit alanı (RKA) nedeniyle radar algılama olasılıkları savaş uçaklarından daha düşüktür. Bu nedenle, emisyon ve MALD sisteminin RKA'sı bir savaş uçağına benzemelidir. Bu çalışma, faz dizi antenler kullanarak MALD sistemlerinin RKA'sını arttırmak için bir yöntem sunmaktadır. Bu nedenle MALD platformunun yüzeyinin ANSYS HFSS kullanılarak faz dizili anten ile kaplanması için farklı bir yaklaşım geliştirilmiştir. Faz dizi anten ile kaplanan MALD sisteminin RKA'sı, savaş uçağının RKA'sı ile karşılaştırılmış ve tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir.
Sezgisel optimizasyon yöntemleri ile varış zamanları farkı tabanlı hedef konumlandırma
Bir hedeften veya kaynaktan yayılan elektromanyetik, akustik veya sismik işaretler ve uzamsal olarak ayrı yerleştirilmiş alıcılar kullanılarak, hassas konum tespiti yapmak mümkündür. Alınan sinyalin gücü ve ortam zayıflatması bilindiğinde, merkezi alıcılar olan konum çemberleri tanımlanarak, bu çemberin kesişim noktasında hedef konumlandırılabilir. Alınan sinyal gücü (ASG) ile konum tespitinde, verici-alıcı veya alıcı-alıcı eş zamanlamasına gerek yoktur. Ancak yöntemin konum tespit doğruluğu yüksek değildir. Hedef ile alıcılar arasında eş zamanlama olduğunda veya alıcı tarafta, kaynaktan yayılan sinyal bilindiğinde, varış zamanları ile konum tespiti yapmak da mümkündür. Bu teknikte, ASG ile konum tespitinde olduğu gibi merkezinde alıcıların bulunduğu konum çemberlerinin kesişim noktası verici koordinatlarını vermektedir. Yöntemin doğruluğu yüksek olup, verici-alıcı eş zamanlaması gerektirdiği için pasif radar uygulamalarında kullanılamamaktadır. Buna karşın hedef koordinatları, kaynaktan yayılan sinyalin, birbirlerinden uzamsal olarak ayrı yerleştirilmiş eş zamanlı alıcılarda oluşan varış zamanları farkı (VZF) kullanılarak pasif olarak bulunabilmektedir. Bu yüksek lisans tezinde bağımsız (küresel) ve tam VZF setleri tabanlı uygunluk fonksiyonları ile sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılarak, sabit veya hareketli bir hedefin konumu pasif olarak bulunmuştur. İlk kez bu tezde kril sürüsü optimizasyonuyla (KSO) kullanılarak, bağımsız ve tam VZF setleri ile konum tespiti yapılmış ve KSO'nun karesel konumlandırma hatası parçacık sürüsü optimizasyonu ve Cramer-Rao alt sınır (CRAS) ile kıyaslanmıştır. Ayrıca yapılan benzetim çalışmaları ile KSO algoritmasının yakınsama hızının PSO'dan daha yüksek olduğu gösterilmiş ve bağımsız VZF seti için tanımlanmış olan teorik limitin (CRAS) tam VZF seti kullanıldığında KSO ile geçilebileceği ortaya konmuştur.
Varış zamanları farkı ile verici konumu tespitinde alıcı dizilerinin sezgizel algoritmalarla optimizasyonu
Elektromanyetik, sismik veya akustik yayılım yapan bir kaynağın konumu, geometrik olarak birbirlerinden ayrı yerleştirilmiş eşzamanlı alıcılarla tespit edilebilmektedir. Kaynaktan yayılan işaret eşzamanlı alıcılara farklı anlarda ulaştığı için varış zamanları farkı (VZF) ortaya çıkmaktadır. Alıcı tarafta oluşan zaman farkları kullanılarak, konum hatları tanımlanmakta ve kaynak bu konum hatlarının merkezinde konumlandırılmaktadır. VZF ile konum tespitinde yapılan hata, verici-alıcı geometrisine ve VZF kestirim hatasının varyansına bağlıdır. Aynı hedef noktası ve VZF kestirim hatası varyansı için iyi optimize edilmiş bir alıcı dizisi ile konum tespiti yapıldığında konumlandırma başarımı ciddi şekilde artmaktadır. Bu yüksek lisans tezinde alıcı dizisi doğrultu açısı optimizasyonu parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO) ve kril sürüsü optimizasyonu (KSO) ile yapılmıştır. Önerilen yöntemde, eş açılı dairesel alıcı dizisinin ve iki boyutlu alıcı dizisinin doğrultu açısı, KSO ve PSO algoritmalarında Cramer-Rao alt sınırı (CRAS) uygunluk fonksiyonu olarak alınarak optimize edilmiş ve karesel konumlandırma hatasında belirgin bir azalma sağlanmıştır. Ayrıca KSO ve PSO yöntemleri, yakınsama hızı açısından birbirleri ile ve konumlandırma doğruluğu açısında da CRAS ile kıyaslanmıştır. İlk kez bu yüksek lisans tezinde KSO algoritması, VZF ile konum tespitinde alıcı dizisi optimizasyonunda kullanılmıştır.
X-ray görüntülerinden köpeklerde uzun kemik kırıklarının meydana gelme zamanına göre sınıflandırılması
Biyomedikal alanda önemli bir rol oynayan derin öğrenme algoritmaları, son yılların en popüler konularından biridir. Bu algoritmalar, görüntüleme yöntemleri kullanılarak hastalık ve kırık tespiti, biyolojik veri kestirimi, doku ve organ bölütlemesi, eksik veri tamamlanması gibi birçok uygulama için başarılı sonuçlar sağlamaktadır. Kemiklerdeki kırık tespiti, özellikle bu alanda en çok araştırılan konulardan biridir. Ancak, bu uygulamaların büyük çoğunluğu insan tıbbında kullanılırken, veteriner tıp uygulamaları daha az araştırılmıştır. Bu alandaki eksiklik, tez konusunun en büyük motivasyon kaynağı olmuştur. Bu tez çalışması kapsamında, köpeklere ait X-ray görüntülerini içeren veri seti ile uzun kemiklerdeki kırığın varlığının saptanması ve var olması durumunda da kırığın zamanına göre sınıflandırılması hedeflenmiştir. Biyomedikal görüntü işleme alandaki pek çok çalışma gibi, bu çalışmada da farklı derin öğrenme mimari karşılaştırılarak sonuçlar en iyileştirilmeye çalışılmıştır.
Araç içi enerji hattı haberleşme sistemlerinde OFDM tabanlı gürültü bastırma yöntemleri
Gelişen araç teknolojisi ile artan donanım ve sensör sayısı araçlarda ağırlık problemine neden olmaktadır. Enerji Hattı Haberleşmesi (Power Line Communication, PLC) sistemlerinin araç içi doğru akım hatlarında kullanılması haberleşme kablolarından kaynaklı ağırlık ve maliyet problemlerini ortadan kaldırırken kablolu bir çözüm olarak harici frekans tahsisine ihtiyaç duymamaktadır. İletim hatlarında kullanımın dışında PLC sistemleri araç içi haberleşme yöntemlerine bir alternatif olarak gösterilmektedir. Bu çalışmada araç içi PLC sistemlerinin performansını önemli ölçüde düşüren dürtüsel gürültünün Dikgen Frekans Bölmeli Çoğullama (Ortogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) tabanlı yöntemler ile azaltılması sağlanmıştır. Dürtüsel gürültünün azaltılması için literatürdeki sıfırlama-kırpma yöntemleriyle birlikte boş alt taşıyıcı yardımlı ve yardımsız yöntemler simüle edilmiştir. Çalışmada gürültülü işaretin sıfırlanması, kırpılması veya her ikisinin kullanılması ile gürültüyü azaltmayı sağlayan yöntemlerle birlikte boş veya dolu alt taşıyıcılar üzerinden elde edilen gürültü ifadesinin alınan işaretten çıkarılması ile yapılan gürültü bastırma yöntemleri karşılaştırılmaktadır.
Ölüm oyunu optimizasyonu algoritması kullanarak ikili tank sıvı seviye sistemi için FPTID+FF denetleyicisi tasarımı
Süreç endüstrisinde kullanılan tanklarda tedarik edilecek sıvının tanklarda depolanması ve ihtiyaç durumuna göre diğer tanklara aktarılması gerekmektedir. Dolayısıyla sıvının belirli bir aralıkta veya yükseklikte tutulması son derece önemlidir. Bu tezde ise kâğıt yapımında, petro-kimya ve su arıtma tesisleri gibi süreç endüstrisi alanında sıklıkla kullanılan ikili tank sisteminin sıvı seviyesini sabit tutabilmek amacıyla ileri beslemeli oransal-integral (PI+FF) ve ileri beslemeli kesir dereceli oransal-eğimli-integral-türevsel (FPTID+FF) denetleyicileri önerilmiştir. PI+FF ve FPTID+FF parametrelerinin ayarlanmasında yeni bir meta-sezgisel algoritması olan ölüm oyunu optimizasyonu (BRO) algoritmasından yararlanılmıştır. Önerilen denetleyicilerin Matlab/Simulink ortamında benzetimi yapılmış olup yakınsama profili, geçici tepki ve son olarak da sistem parametre değişikliğine karşı gürbüzlük analizi incelenmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlara göre FPTID+FF denetleyicisinin PI+FF denetleyicisine göre daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca önerilen BRO tabanlı FPTID+FF denetleyicisinin üstünlüğü gerçek zamanlı olarak ikili tank sisteminde test edilerek iyi bir performans ve tepki verdiği doğrulanmıştır.