2,715
Archived Theses
3
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Tek saç testi (single sheet tester-sst) yöntemi ile nüve malzemelerin manyetik kayıplarının ölçülmesi
Dünyada enerji verimliliği gün geçtikçe önem kazanmaya devam etmektedir. Elektrik makinaları elektrik tüketiminin çoğundan sorumludur. Dolayısıyla makine verimliliğinde küçük bir kazanım ile büyük bir enerji tasarrufu elde edilebilir. Elektrik makinelerinin geliştirilmesi için makine kayıpları doğru ölçülmelidir. Elektrik makinelerindeki kayıpların önemli bir kısmı nüve kayıplarından kaynaklanır.Nüve kayıplarının azaltılması, enerji sorunu ile başa çıkmada önemli adımlardan biridir. Manyetik akı yoğunluğu veya frekans arttığı zaman, manyetik kayıplar artar. Değişik frekans ve akı yoğunluğunda çalışacak verimli cihaz üretmek günümüzde önemli bir esastır. Makine verimliliğini artırmak için makine tasarım aşamasında nüve kayıpları doğru ölçülmelidir. Nüve kayıp verileri genellikle sınırlı bir frekans ve akı yoğunluğu aralıkları içinde çelik üreticileri tarafından sağlanmaktadır. Bu veriler elektrikli makinelerde nüve kayıpları tahmini için yeterli değildir.Bu çalışmada bilim çevresinde son yıllarda avantajlarından dolayı ilgiyle izlenilen tek saç test cihazı (SST) nüve kaybı ölçümlerinde kullanılmıştır. Mıknatıslanma akımı yöntemi ile manyetik alan şiddeti, akım değerleri ve nüve kayıpları hesaplanmış, değişik manyetik akı ve frekanslarda nüve kayıp eğrileri elde edilmiştir. Daha sonra elde edilen nüve kayıp test değerlerinden eğri uydurma yöntemi ile kayıp katsayıları bulunmuştur. Elde edilen histerisiz, girdap akımı ve anormal kayıp katsayıları vasıtasıyla nüve malzemelerin kayıp modelleri oluşturulmuştur.Çoğunlukla nüve kayıplarının sadece 50Hz frekanstaki değerleri, nüve üreticileri tarafından verilmektedir. Verimli elektromanyetik makina tasarlamak için, geniş frekans ve manyetik akı yoğunluğu bölgesinde nüve kayıplarının bilinmesi gereklidir. Bu çalışma mıknatıslanma akımı yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kayıp ölçümleri için, SST nüve kaybı ölçme cihazı tasarlanmıştır. Literatürde mıknatıslanma akımı yöntemi ile çalışan SST cihazı ile kayıp katsayılarının bulunması yapılmamıştır. Bu tezde bu husus üzerinde çalışılarak literatüre katkı sağlamak amaçlanmıştır. SST cihazı ile değişken frekans ve manyetik akı yoğunluğunda nüve kaybı testleri yapılmıştır. Elde edilen değerler yardımıyla nüve kaybı modelleri oluşturulmuştur. Bu kayıp modelleri vasıtasıyla 50Hz ile 500Hz frekans aralığında ve farklı akı yoğunluklarında nüve kaybı değerleri verilmiştir.
Aydınlatma sistemi için işlemci destekli akıllı bina uygulaması
Günümüzde, alışveriş merkezleri, hastane, okul kampüsleri ve kamu binaları binlerce metrekare alanlarda inşa edilmektedir. Böylesine büyük alanları aydınlatmada ise binlerce armatür kullanılmaktadır. Aydınlatma iş görebilme adına ne kadar önemli ise de, bütçemize getirdiği yükte bir o kadar fazladır.Aydınlatma otomasyon sistemleri ile bu soruna çözüm aranılmaktadır. Yani, hem verimli bir aydınlatma hedeflenmiş, hem de tasarruf amaçlanmıştır. Bu proje ile bu alanda büyük bir adım atılmış olacaktır. Üretilen cihazlar sayesinde hem kamu binalarında hem de özel sektöre ait bina ve açık alanlarda aydınlatma otomasyonu yapılabilecektir. Binlerce lambadan hangisinin açık, hangisinin kapalı olduğunu bilmek, hatta bunları kontrol edebilmek, çok önemlidir. Doğru yerlere doğru armatürlerin yerleştirilmesi ve bunların doğru zamanlarda açılıp kapatılması ile aydınlatma sağlanacaktır.
Küçük ölçekli hibrit (rüzgar-güneş) enerji santrali denetimi
Fosil yakıtların üretiminde ve tüketiminde yaşanan sorunlar araştırmacıları yenilenebilir enerji kaynaklarının bölgesel olarak değerlendirilmesine yöneltmektedir. Bölgesel yenilenebilir enerji kaynakları sürekli enerji üretimi ihtiyacına bağlı olarak tek bir enerji kaynağına bağlı kalmadan birden fazla enerji kaynağının birlikte kullanılmasına imkân sağlayan hibrit sistemler ön plana çıkmaktadır. Hibrit sistemlerin oluşturulması öncelikle bölgenin enerji üretimine uygunluğu ile değerlendirilebilir. Bu tez çalışmasında küçük ölçekli hibrit enerji santralinde üretilen enerjinin verimli kullanılabilmesi ve hibrit enerji santralinden beslenen yüklerin enerji sürekliliğinin sağlanabilmesi ihtiyacı üzerinde durulmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanabilmesi için hibrit enerji santralinin denetlenmesi amaçlanmaktadır. Denetim sistemi için hibrit enerji santrali tarafından üretilen güçün tespit edilebilmesi için akım, gerilim, frekans ve akü gerilim değerleri ölçülmektedir. Denetim sistemi tarafından kontrol edilen akü gerilim değerinin belirlenen akü gerilim sınır değerleri arasında olması durumunda yükler öncelik sırasına göre hibrit enerji santrali kaynaklarından beslenmektedir. Denetim sistemi tarafından kontrol edilen akü gerilim değerinin belirlenen gerilim sınır değerlerinin altında olması durumunda yüklerin beslenmesi için üçüncü bir enerji kaynağına gerek duyulmaktadır. Denetim sisteminin devreye alınması ile hibrit enerji santralinde üretilen enerjinin verimli kullanılması sağlanmıştır. Birinci ve ikinci öncelikli olarak belirlenen yüklere öncelikle hibrit enerji santralinden beslenmesi sağlanmış ve gerektiğinde de üçüncü enerji kaynağı devreye alınmıştır. Genel olarak incelendiğinde birinci öncelikli yük yaklaşık %80 oranında hibrit enerji santralinden ikinci öncelikli yük ise yaklaşık %35 oranında hibrit enerji santralinden beslenmektedir. Her iki yük tarafından tüketilen toplam elektrik tüketiminin %66?lık bölümü hibrit enerji santralinden karşılandığı anlaşılmaktadır. Bu çalışmada bir yıla yakın süre için rüzgar ve güneş enerjisi ile üretim yaban küçük ölçeklihibrit enerji santrali incelenmektedir. Güneşin verimli olduğu zamanın yaz ayları, rüzgarın verimli olduğu zamanın kış ayları olduğu gözlemlenmektedir. Bu durum tek başına sürekliliği olmayan enerji kaynaklarının kullanımı yerine birbirini tamamlayan enerji kaynaklarının bir arada kullanıldığı hibrit enerji santrallerinin daha uygun olduğunu ortaya koymaktadır.
Fourier dönüşümü ile sayısal faz hologramının elde edilmesi
Fourier Dönüşümü ile sayısal faz hologramının elde edilmesi amaçlanan bu çalışmada, bulunan faz bilgisi kullanılarak cismin görüntüsü tekrar geri elde edilmiştir. Tek bir faz hologramı yaratmak için kullanılacak faz bilgisi, daha önce optik profilometri için kullanılan fakat bu çalışmada hologramdan faz bilgisini çıkartmak için kullanılması önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunmuştur. Çalışmada ilk olarak sayısal ortamda tek bir hologram oluşturulmuştur. Oluşturulan hologramın, bu çalışmada kullanılması önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunan faz bilgisinden tek bir faz hologramı yaratılmıştır. Yaratılan faz hologramından sırasıyla ters Fourier dönüşümü ve Fresnel-Kirchhoff integrali kullanılarak görüntünün yeniden elde edilmesi (reconstruction) işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak faz kaydırma sayısal holografi tekniği kullanılarak 4 farklı hologram oluşturulmuştur. Fakat bu yöntemde faz bilgisi bulunurken sadece çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması kullanılmamış, faz kaydırma sayısal holografi tekniği ile de faz bilgisi elde edilmiştir. Faz kaydırma sayısal holografi tekniği ile faz bulma yöntemi daha önceden gerçekleştirilmiş olup bu çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması yöntemi ile karşılaştırma yapabilmek için tekrar kullanılmıştır. Sırasıyla her iki yöntemle elde edilen faz bilgileri ile genliği bir olan bir faz hologramı yaratılmış ve bu hologram alanından görüntünün yeniden elde edilmesi işlemi Fresnel-Kirchhoff integrali kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında deneysel düzenekte hologram çekimi yapılmış cisimlerin, çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunan faz bilgisinden ters Fourier dönüşümü kullanılarak görüntüleri geri elde edilmiştir.
Çoklu sınıflandırıcı sistemleri ile konjestif kalp yetmezliği teşhisi
Kalbin temel görevleri arasında kanın vücuda pompalanması, metabolizma faaliyetleri sonucunda oluşan artık ürünlerin vücuttan uzaklaştırılması, vücut ısısının düzenlenmesi, asit-baz dengesinin korunması, hormon ve enzimlerin vücudun gerekli bölgelerine taşınması bulunmaktadır. Kalp Yetmezliği, kalbin kanla dolması veya kanı pompalaması yeteneklerinin azalması durumudur. Vücudun çeşitli yerlerinde sıvı birikmesi durumu bu rahatsızlığa sahip hastalarda yaygın olarak rastlandığı için, bu rahatsızlığa Konjestif Kalp Yetmezliği (KKY) ismi de verilmektedir. Kalp yetmezliğinin teşhisi uzman hekimler için kolay olmasına rağmen, hastalık belirtilerinin çoğu zaman diğer hastalıkların belirtileri ile karıştırılması nedeniyle özellikle pratisyen hekimler teşhiste zorlanmaktadırlar. Bu durumun ortadan kaldırılması için son zamanlarda veri madenciliği ve karar verme teknikleri oldukça gelişmiş ve bu doğrultuda yeni ileri teknikler sunulmuştur. Bu çalışmada KKY hastalarının teşhisi için kalp hızı değişkenliği verileri üzerinden standart ölçümlerin yanında dalgacık dönüşümü ölçümlerinden ve doğrusal olmayan ölçümlerden oluşan özniteliklerle çalışabilecek yeni bir teşhis sistemi amaçlanmıştır. Öncelikle farklı istatistiksel anlamlılık değerleri ve geriye doğru eleme yöntemi kullanılarak öznitelik sayısını azaltma yoluna gidilmiştir. Azalan veri miktarı literatürde sık kullanılan 5 farklı sınıflandırıcı algoritması ile sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırıcılardan önce çalıştırılmak üzere, basitliği ve kolay uygulanabilir olması sebebiyle algılayıcılar eklenmiştir. Bu şekilde çok katlı sınıflandırıcılar tasarlanarak sistemin performans analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda çok katlı sınıflandırma işlemi ile gerçekleşen bu yapının istatistiksel olarak öznitelik sayısı düşürülmüş verileri kullanarak sınıflandırıcı algoritmalarında fark edilebilir bir iyileşme ve katlı sistemimizde de literatürdeki en yüksek sonuçlar elde edilmiştir.
Biyolojik nöral ağlarda latans dinamiklerinin analizi
Uyartım başlangıcından sonra ilk spayk latansı nöral fonksiyonların fizyolojisi için büyük önem taşımaktadır. Nöronlar girişleri hakkındaki bilgileri spayk trenlerine dönüştürerek iletmektedirler ve bu spayk trenlerinin zamanlaması da bilginin etkili bir şekilde kodlanmasında oldukça önemlidir. Nöral dinamiklerin temelini oluşturan rasgele süreçlerin ve belirsizliklerin, gürültü ile geciktirilmiş bozulma (NDD) denilen bir olgu olan ilk tepki süresine karşılık gelen zamanı arttırdığı gösterilmiştir. Bu doktora tez çalışmasında öncelelikle, stokastik iyon kanalları içeren biyofiziksel olarak daha gerçekçi olan bir Hodgkin-Huxley (H-H) nöron modelinin ilk spayk latansı üzerindeki gürültü ile geciktirilmiş bozulma etkisi (NDD) ve yinemeli ateşleme esnasındaki benzer etkileri araştırılmıştır. Bir stokastik H-H nöron modelinin ilk spayk zamanlamasındaki NDD etkisinin sadece eşiğin hemen üstündeki uyartımlar için oluştuğu gösterilmiştir. Eşik değere olan yakınlığın NDD etkisinin şiddetini belirlediği ve NDD etkisi oluştuğunda, hem latansın hem de zamansal salınımın büyük ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Nöronun NDD etkisi nedeniyle ilk spaykları düşük zamansal hassasiyetle ateşlediği ve buna bağlı olarak, eşik-üstü ateşleme bölgesinde nöronun ilk spaykları özensiz bir şekilde ateşlediği belirlenmiştir. Ayrıca, ilk spayk zamanlaması üzerindeki NDD etkisinin oluşumunda hem sodyum inaktivasyonun hem de potasyum aktivasyonunun önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir. Stokastik potasyum kanallarının sodyum kanallarına kıyasla bu etkiye daha fazla katkısı olduğu belirlenmiştir. Bunların yanı sıra; sıcaklık azalırken, NDD etkisinin azaldığı ve daha büyük gürültü şiddetlerinde (veya daha küçük hücre boyutlarında) ortaya çıktığı gösterilmiştir. Son olarak, bu çalışmada, ölçeksiz nöral ağlar dikkate alınarak, gürültü ile geciktirilmiş bozulma etkisi ağ seviyesinde incelenmiştir. NDD etkisi zayıf ve orta kuplaj şiddetleri için oluşurken, güçlü kuplaj şiddetlerinde bağlantı topolojisine bakılmaksızın ortadan kalktığı gösterilmiştir. Başka bir ifadeyle, nöronlar arasındaki etkileşimin yapısı tüm ağın tepki süresini kısaltabilecek bir potansiyelde olduğu bulunmuştur. Ortalama bağlantı derecesini artırmanın da hızlı bir tepkiyi desteklediği, fakat bunun kuplaj şiddetindeki artıştan daha az etkili olduğu belirlenmiştir. Harici sinyal frekansının ilişki düzeyi bakımından, NDD etkisinin uygun bir uyartım frekansının seçimiyle azaltılabileceği gösterilmiştir. Ağ seviyesinde de gürültü ile geciktirilmiş bozulmanın oluşumunda potasyum kanal gürültüsünün sodyum kanal gürültüsüne göre daha baskın bir rol oynadığı bulunmuştur. Ayrıca sıcaklık arttıkça, NDD etkisinin arttığı ve daha düşük gürültü güçlerinde (ya da daha büyük bir hücre boyutlarında) ortaya çıktığı belirlenmiştir.
Elektrookulogram (EOG) sinyalinin incelenmesi ve yapay zekâ teknikleri ile modellenmesi
Biyomedikal teknoloji; hastalıkların teşhis ve tedavisi için geliştirilen tüm araçların üretimini konu alan bir bilim dalıdır. Biyomedikal cihazlar, tıp ve mühendislik alanlarında çokça araştırılan konular arasındadır. Biyomedikal teknolojinin günümüzde sağladığı yararlar günden güne arttığından bu cihazlara verilen önemde aynı doğrultuda artmaktadır. Hareket kabiliyeti olmayan ya da kısıtlı olan hastaların yaşam kalitelerini artırabilmek amacıyla yeni biyomedikal cihazlar üretilmeye çalışılmaktadır. Günümüzde, el, ayak veya kollarını kullanamayan hastalar için sorunlu organlar yerine diğer organlardan faydalanarak yapay hareketler elde edilebilmektedir. Bu bağlamda göz hareketleri önemli bir veri kaynağı haline gelmiştir. Özellikle göz hareketlerinin dış ortama mesaj verebilmek için kullanımı popüler bir bilimsel araştırma konusu olmuştur. Göz hareketlerine bağlı olarak yapılan çalışmalarda, elektriksel kökenli biyolojik işaretler olan elektrookulogram (EOG) sinyallerinden yararlanılmaktadır. Yaş, cinsiyet, ortam aydınlatması gibi etkenlerden etkilenebilen EOG sinyalleri farklı yöntemlerle analiz edilebilir. Bu tez çalışmasında EOG sinyali ile yön tespiti yapabilen akıllı bir denetim sistemi önerilmiştir. Gözün etrafına yerleştirilen elektrotlar vasıtasıyla alınan yatay ve dikey EOG sinyalleri yapay zekâ tekniklerinden Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Bulanık Mantık yöntemleri ile modellenmiştir. Sistem; sağa, sola, yukarı, aşağı olmak üzere dört ana yönü tespit edebildiği gibi göz kırpma ve tik hareketlerini de tespit edebilmektedir. Alınan sinyaller ilk olarak bilgisayarda yükselteç ve ön filtreleme işlemlerinden geçirilip gürültü ve istenmeyen bölümlerden temizlenmektedir. Elde edilen sinyallerden hareket özelliklerini çıkarabilmek için "hareket alanı" ve "hareket geçiş kontrol " ismi verilen algoritmalar önerilmiştir. Bu algoritmalarla, göz hareketleri dikey ve yatay olarak algılanabilir. Hesaplanan özelliklere göre gelen sinyal akıllı denetleyicilerle sınıflandırılmaktadır. Önerilen YSA ve bulanık mantık denetleyici modellerin performansları istatistiksel doğruluk analizleri yapılarak ortaya konulmuştur. Analiz sonuçlarında görülmüştür ki, her iki model de göz hareketlerini başarılı bir şekilde sınıflandırabilmektedir, ancak bulanık mantık denetleyici modelin performansının YSA modelden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bilgisayar ekranından göz hareketlerinin takip edilebilmesi için bir kullanıcı arayüz yazılımı gerçekleştirilmiştir. Bu yazılım ile hasta bireylerin yön bilgileri ve özellikleri ekrana yansıtılmaktadır. Çalışmada son olarak şaşılık hastalığına sahip insanların EOG ile yön denetimi yapabilmesi için bir bulanık mantık kontrol modeli ortaya konulmuştur. Yapılan testlerde önerilen modelin şaşılık bilgisi ve EOG özellikleri kullanılarak göz hareketlerini başarılı bir şekilde tespit edebildiği gösterilmiştir.
Kalıcı mıknatıslı senkron motorun bulanık mantık denetleyici ile sensörsüz hız denetimi
Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlardan(KMSM) düzgün bir momentin alınması için stator alanı ile rotor alanının senkronize edilmesi gerekir. Bu senkronizasyon işlemi konum algılayıcılarıyla gerçekleştirilmektedir. Bu algılayıcılar sistemin maliyetini ve motor boyutunu artırıp, güvenilirliğini azaltmaktadır. KMSM‟ler yüksek verim ve güç faktörü, yüksek güç- ağırlık oranı ve yüksek moment-eylemsizlik oranı gibi üstünlüklerinden dolayı, endüstride sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle üzerlerinde en çok araştırma yapılan alanlardan biridir. Birçok endüstriyel değişken hız uygulamalarda hız ve moment kontrolüne ihtiyaç duyulmaktadır. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların konum ve hız algılayıcısız kontrolünde bir çok yöntem mevcuttur. Bu yöntemlerin büyük bir çoğunluğunda motorun matematiksel modeli kullanılmaktadır. Konum ve hız algılayıcısız kontrolde kullanılan motorun matematiksel modelinin doğruluğu çok önemlidir. Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlardan(KMSM) düzgün bir momentin alınması için stator alanı ile rotor alanının senkronize edilmesi gerekir. Bu senkronizasyon işlemi konum algılayıcılarıyla gerçekleştirilmektedir. Bu algılayıcılar sistemin maliyetini ve motor boyutunu artırıp, güvenilirliğini azaltmaktadır. KMSM‟ler yüksek verim ve güç faktörü, yüksek güç- ağırlık oranı ve yüksek moment-eylemsizlik oranı gibi üstünlüklerinden dolayı, endüstride sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle üzerlerinde en çok araştırma yapılan alanlardan biridir. Birçok endüstriyel değişken hız uygulamalarda hız ve moment kontrolüne ihtiyaç duyulmaktadır. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların konum ve hız algılayıcısız kontrolünde bir çok yöntem mevcuttur. Bu yöntemlerin büyük bir çoğunluğunda motorun matematiksel modeli kullanılmaktadır. Konum ve hız algılayıcısız kontrolde kullanılan motorun matematiksel modelinin doğruluğu çok önemlidir.
Periyodik kuplajın ölçeksiz ağlarda zamansal düzenliliğe etkileri
Sinir sistemi canlıların en karmaşık yapısını oluşturmaktadır. Bu karmaşık yapının temel taşları nöronlardır. Nöronlar sinir sisteminde belirli fonksiyonları yerine getiren birbirleriyle bağlı nöron toplulukları şeklinde bulunurlar. Sinir sisteminde meydana gelen bilgi işleme ve iletim olaylarını açıklamak için karmaşık ağ modellerinden faydalanılır. Bu bağlamda sinir sistemindeki fonksiyonel grupların ağ topolojilerini modellemede en etkin modellerden biri de ölçeksiz ağ topolojisidir. Yakın zamana kadar sinirbilim alanında bilginin kodlanmasına dair yapılan hesaplamalı çalışmaların pek çoğunda biyolojik bir gerçeklik olan nöronlar arasındaki sinaptik bağlantı şiddetinin değişkenliği hesaba katılmamıştır. Sinir sistemindeki nöronlar farklı fonksiyonel görevleri olan özelleşmiş gruplar halinde bulunur. Bu durum göz önüne alındığında nöronlar arasındaki değişken bağlantı şiddetinin sinir sistemindeki bilgi işleme ve kodlama üzerinde önemli etkilere neden olabilir. Buradan hareketle bu çalışmanın ilk bölümünde Hodgkin-Huxley nöronlarından meydana gelen ölçeksiz bir ağda nöronlar arasındaki periyodik kuplajın nöronları ateşleme örüntüleri üzerindeki etkileri ele alınmıştır. Bu amaçla periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin ateşleme düzenliliği üzerindeki etkileri kanal gürültüsüne bağlı olarak ayrı ayrı ele alınmıştır. Daha sonra ağın ortalama bağlantı derecesinin ve ölçeksiz ağdaki toplam nöron sayısının kanal gürültüsüne bağlı olarak ateşleme örüntüleri üzerindeki etkileri ele alınmıştır. Elde edilen sonuçlardan, periyodik kuplajın frekansına bağlı olarak ağın ateşleme düzenliliğinin çoklu koherans rezonans bulgusu sergilediği belirlenmiştir. Ayrıca ağın ateşleme düzenliliğinin periyodik kuplaj şiddetinin genliğine bağlı olarak resonans benzeri davranış sergilediği görülmüştür. elde edilmiştir. İlaveten ağda düzenliliğin maksimum olduğu optimal bir ortalama bağlantı derecesinin varlığı bulunmuştur. Bunlara ek olarak ağdaki toplam nöron sayısının ateşleme düzenliliği üzerindeki etkileri incelenmiş ve toplam nöron sayısının artmasına bağlı olarak ateşleme düzenliliğinin artığı tespit edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde ise, nöronlar arasındaki değişken bağlantı şiddetinin bilginin işlenmesi ve kodlanması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin eşik-altı sinyal kodlamaya etkileri kanal gürültüsüne bağlı olarak ele alınmıştır. Ayrıca buradan elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurarak ağın ortalama bağlantı derecesinin ve nöral ağdaki toplam nöron sayısının eşik-altı sinyal işlemeye etkileri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, H-H nöronlarından oluşan ölçeksiz ağda eşik-altı sinyallerin optimal kodlanabilmesi için periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin, iyon kanal gürültüsünün şiddetinin ve ağın ortalama bağlantı derecesinin optimal değerlerinde olması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Karmaşık ağ topolojilerinde kuramoto modelinde senkronizasyonun incelenmesi
Doğada, günlük hayatta ve birçok farklı bilim alanında sıkça karşılaşılan bir olgu olan senkronizasyon büyük önem arz etmektedir. Bilim adamları senkronizasyonun oluşumunu açıklayabilmek amacıyla birçok matematiksel yöntem geliştirmişlerdir. Bu yöntemlerden Kuramoto modeli en çok tercih edilen ve çalışmalarda sıklıkla kullanılan modeldir. Kuramoto modeli, fazları birbiriyle ilintili osilatörlerden meydana gelen çoklu bir sistem olarak tanımlanmaktadır. Böyle bir sistemde senkronizasyon, birbirleriyle bağlantılı olan osilatörler arasında oluşan bağlantı kuvvetinin büyüklüğüne göre şekillenmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle Kuramoto model eşitlikleri kullanılarak tanımlanan global ağ yapısındaki bir sistemin dinamikleri analiz edilmiştir. Sistem dinamiklerinden senkronizasyon durumu hakkında fikir edinebilmek için düzen parametresinin genlik değerinden ve osilatörlerin fazbilgisinden faydalanılmıştır.Bu doğrultudabağlantı kuvveti arttıkça senkronize davranışın oluştuğu ve sistemdeki her bir osilatörün fazının aynı değere kilitlendiği görülmüştür. Ancak sistemde senkronizasyonun oluşabilmesi için bağlantı kuvvetinin değerinin belirli bir değerden büyük olması gerektiği bunun yanı sıra ise belirli bir değerden de küçük olması gerektiği tespit edilmiştir. Osilatörler arasındaki bağlantı kuvvetinin kritik eşik kuvvetinden küçük olduğu sistemde ise senkronizasyonun oluşmadığı ve her bir osilatörün faz dağılımının farklı olduğu gözlenmiştir. Global ağ yapısının gerçek sistemleri tam olarak yansıtmamasının tespitiyle farklı ağ modelleri önerilmiştir. Bu bağlamda tez kapsamında Küçük dünya (Small-World) ve ölçeksiz (Scale-free) ağ modelleri ve Kuramoto eşitlikleri kullanılarak tanımlanan sistemlerde senkronizasyon incelenmiştir. Küçük dünya ağı kullanılarak tanımlanan bir sistemde senkronizasyon performansının, osilatörler arasındaki bağlantı kuvvetine (K) ve ağ parametrelerine (ağdaki osilatörlerin bağlantı kurma olasılıkları (p) ve ortalama bağlantı derecesine (k)) bağlı olduğu tespit edilmiştir. Sistemde ağ parametrelerinin herhangi birindeki artışın senkronizasyonu arttırdığı görülmüştür. Buna karşın bağlantı kuvvetinin sistem senkronizasyonun da artırıcı bir etkisinin olması için belirli bir aralıkta olması gerektiği de ortaya konulmuştur. Bu aralığın dışındaki bağlantı kuvveti değerlerinde senkronizasyonda hızlı bir azalmanın olduğu görülmüştür. Öte yandan sistemdeki osilatör sayısının artmasının senkronizasyon üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı, sadece bağlantı kuvvetinin alt kritik eşik değerinin belirlenmesinde etkili olduğu saptanmıştır. Son olarak bu tez çalışmasında ölçeksiz (Scale free) ağ yapısıyla ile oluşturulan bir sistemin senkronizasyonu incelenmiştir. Sistemdeki osilatör sayısının artmasıyla birlikte senkronizasyonun daha kısa bir sürede meydana geldiği görülmüştür ayrıca kritik eşik değerinin osilatör sayısı arttıkça daha belirgin olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra küçük dünya ağ modelinden farklı olarak ölçeksiz ağ ile tanımlanan sistemde ağ parametresinin (m: yeni eklenen düğüm tarafından oluşturulan bağlantı sayısı) senkronizasyon üzerinde baskın bir etkisinin olmadığı bulunmuştur.
Katı, sıvı ve doku ortamlarında darbe-eko kestirimi ile ultrasonik hedef belirleme
Ultrasonik transdüktör dizileri, tıbbi görüntüleme uygulamalarında ve endüstrinin birçok alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Dizilerin kullanımı, ses hüzmesine alıcı ya da verici modunda odaklanmayı sağlar ancak donanım maliyetini arttırır. Bu nedenle, donanım maliyetinin yüksek olduğu teknikler yerine düşük maliyetli tekniklerin geliştirilebilmesi önemli bir araştırma konusudur. Bu doktora tez çalışmasında, transdüktör dizisi yerine tek transdüktör kullanılarak katı, sıvı ve doku ortamlarında ultrasonik dalga yayılımı incelenmektedir. Katı ortam olarak ele alınan ince düzlemde dalga yayılım ortamında oluşan eko yok edilerek, ultrasonik dalga yayılımının modellenmesi için türetilen elastik dalga modeli ile uyartım noktası kestirilmektedir. Modellenen dalga yayılımında ultrasonik dalganın hızı ile birlikte zaman gecikmesi uyartım noktasının hedefe olan uzaklığı ile ilintili olduğu için, uyarlamalı algoritma ile darbe cevabı başlangıç noktası belirlenerek hedef konumunun tespit edilebildiği görülmektedir. Sıvı ortamlarda, türetilen elastik dalga modeli ile ultrasonun sıvı içinde yayılması modellenerek darbe cevabı kestirilmektedir. Ayrıca, türetilen teorik model ile ultrasonun homojen olmayan ortamlar olan doku içinde yayılması modellenerek dokudaki farklılıkların ortaya çıkarılması için ultrason zayıflaması incelenmektedir. Klasik spektral kayma ve spektral fark yöntemlerinin sınırlamalarını azaltan yeni bir zayıflama kestirim yöntemi sunulmuştur. Ultrason zayıflamasının kestirilmesi için frekans bölgesi yöntemler incelenerek canlı içinden alınan böbrek dokusu verisi için iki boyutlu görüntüleme çalışmaları yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında sunulan spektral fark-kayma hibrid yönteminin hem düzgün zayıflamanın hem de geri saçılmada değişikliğin olduğu bölgelerde zayıflama katsayısını klasik spektral yaklaşımlara göre daha iyi performansla kestirebildiği gözlemlenmektedir. Farklı hastalardan alınan biyopsi sonucundan elde edilen doku verileri ile deneysel çalışmalar yapılmıştır ve dokularda oluşan farklı yapıların belirlenmesi için ultrason dalgasının yayılması ve yansıması incelenerek elde edilen sonuçlar karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, elde edilen sonuçlardan, dokudaki farklı yapılar ve kitle yerleşimleri hakkında bilgi sahibi olunacağı görülmektedir.
İnsansız hava araçlarında görüntü işleme ile rota tespiti ve otonom takibi
Bu çalışmada, İnsansız Hava Aracı (İHA) ile görüntü işleme algoritmaları kullanılarak rota takibini sağlayan yazılım geliştirilmiştir. Dış ortam ve kapalı ortamda yapılan denemelerde, ön tanımlaması yapılan çizginin görüntü işleme algoritmalarıyla tespiti ve sonrasında Tanjant Vektör Alanı Kılavuzu (TVAK) yöntemi kullanılarak rota takip işlemi yapılmıştır. İHA'nın uçuşunu engelleyen rüzgâr, ışık gibi bozucu durumlarda rota takibi algoritmasının başarısı incelenmektedir. Testlerde dört pervaneli İHA, 9 kanal kumandası ve C# dilinde geliştirilen program ile kontrol edilmektedir. İHA'ya takılan kameradan görüntü bilgisayara aktarılıp ve görüntü işleme yapıldıktan sonra TVAK yaklaşımı uygulanmaktadır. TVAK yönteminde, çizgi şeklindeki yolu takip edecek vektör alanlardan yararlanılarak hesaplanan yönelim açıları kullanılmaktadır. Takip edilecek yol, düz bir çizgiden fazla hatlara sahip olduğunda, yol düz çizgilerden oluşan bölümlere ayrılmakta ve bu çizgiler önceliklendirilerek en baskın çizgi takip edilmektedir. Yol izleme hataları hesaba katılarak dinamik bir yapı oluşturulması üzerinde durulmuştur. Gerçekleştirilen uygulamada, İHA'nın görsel girdiler ve TVAK yöntemi ile otonom uçuş yapması sağlanmıştır ve dış bozucu etkiler incelenmiştir.
Hızlı frekans hoplamalı dik frekans bölmeli çoğullama sisteminin sönümlemeli kanallardaki başarım analizi
Bu tez çalışmasında, verici çeşitlemeli Dik Frekans Bölmeli Çoğullamalı (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, DFBÇ) işaretlerin sönümlemeli kanallarda başarım analizi yapılmıştır. Yapılan analizde, kanalda meydana gelen sönümleme etkisini telafi edebilmek için DFBÇ işaretlere çeşitleme teknikleri uygulanmıştır. Bu sebeple, DFBÇ işaretlere Hızlı Frekans Hoplaması (Fast Frequency Hopping, HFH) yaptırılarak İşaret Karışım artı Gürültü Oranı (Signal to Interference plus Noise Ratio, İKGO) analizi yapılmıştır. Klasik DFBÇ ve Uzay çeşitlemesini kullanan ve çeşitleme avantajı iyi bilinen Alamouti kodlama, HFH/DFBÇ sistem ile karşılaştırma yapmak maksadıyla analiz edilmiştir. Yapılan analizde Çok Girişli Çok Çıkışlı Sisteme (Multiple Input Multiple Output, ÇGÇÇ), Alamouti Uzay Zaman Blok Kodlama (Space Time Block Coding, UZBK) ve Alamouti Uzay Frekans Blok Kodlama (Space Frequency Block Coding, UFBK) uygulanarak DFBÇ işaretlerin başarım analizi yapılmıştır. Daha sonra elde edilen başarımlar HFH/DFBÇ 'ninki ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda modülasyon tekniği olarak, M-seviyeli Faz Kaydırmalı Anahtarlama (M-FaKA) veya M-seviyeli Dördün Genlik Modülasyonu (M-DöGM) kullanılmıştır. ÇGÇÇ sistemde, 2x1 ve 2x2 Alamouti UZBK ve Alamouti UFBK uygulanmış DFBÇ işaretlerin Rayleigh ve Nakagami-m düz sönümlemeli kanallarda SHO ve SKO ifadeleri türetilmiş ve sonuçlar benzetimlerle doğrulanmıştır. Yapılan analizde önce, anten çıkışlarındaki Olasılık Yoğunluk Fonksiyonları (Probability Density Function, OYF) türetilip, bunların Moment Üreten Fonksiyonları (Moment Generating Function, MÜF) alınarak ortalama SHO ifadeleri elde edilmiştir. SHO ifadelerinin ortalamasının hesaplanmasında OYF kullanmak işlemsel olarak çok yoğun olduğundan hesaplamalarda MÜF kullanılarak işlem kolaylığı sağlanmıştır. Ayrıca, türetilen OYF'ler kullanılarak SKO ifadeleri elde edilmiştir. HFH/DFBÇ sistemde ise frekans seçici Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Önce, zamanla değişmeyen frekans seçici yavaş sönümlemeli (Slow Fading, SF) Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Daha sonra, zamanla değişen frekans seçici hızlı sönümlemeli (Fast Fading, FF) Rayleigh ve Nakagami-m kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Zamanla değişen kanal durumu için Doppler kayması göz önüne alınmıştır. Yapılan analizlerde kanalın alıcıda bilindiği veya kusursuzca elde edildiği varsayılmıştır. Alıcıda kanal denkleştirme tekniği olarak Sıfırı Zorlayan (Zero Forcing, SZ) veya En Küçük Ortalama Karesel Hata (Minimum Mean Square Error, EKOKH) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Rayleigh kanalda SZ denkleştirici her hangi bir avantaj sağlamazken, EKOKH denkleştiricinin önemli ölçüde çeşitleme sağladığı görülmüştür. Diğer yandan Nakagami-m sönümlemeli kanallarda her iki teknik de başarı sağlamıştır. HFH/DFBÇ sistem, Klasik DFBÇ ve Tek Taşıyıcılı-Frekans Uzayı Denkleştirmeli (Single Carrier-Frequency Domain Equalization, TT-FUD) DFBÇ ile karşılaştırılmıştır. Zamanla değişmeyen kanallarda alt-taşıyıcı sayısı arttıkça HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımına yaklaştığı görülürken, zamanla değişen kanallarda normalize Doppler frekansının belli bir değerinden sonra HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımından daha iyi olduğu görülmüştür.
VLF sinyallerinde oluşan tedirginliklerin giderilmesi için bir yazılım geliştirilmesi
VLF (3-30 kHz) çok düşük frekanslı radyo dalgaları, atmosferin iyonize olmuş en alt tabakası ile dünyanın yüzeyi arasında şekillenen yer-iyonküre dalga kılavuzunda yayılırlar. VLF sinyallerinin özellikleri, alt iyonküredeki bölgesel karışıklıkların geçici yapılarını belirlemede kullanılabilir. Bu teknik VLF Uzaktan Algılama (VLF Remote Sensing) olarak isimlendirilir. Bu tez çalışmasında Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi?ne kurulu VLF alıcı sisteminde kayıtlı VLF verileri üzerindeki gürültüleri bastırmak amacıyla dönüşüm tabanlı ve filtreleme tabanlı yöntemleri içeren MATLAB GUI ile bir arabirim tasarlanmıştır. Yapılan arabirim ile dönüşüm tabanlı yöntemler kullanılarak VLF verileri dalgacık analizi istenilen dalgacık türü ve seviyesi seçilerek sinyalin yaklaşık ve detay katsayı ayrıştırması yapılabilmekte ve bunları grafiksel olarak görebilmek mümkün olmaktadır. Yine dalgacık dönüşümü ile arabirimde tercihe bağlı olarak eşikleme türü, eşik seçim kuralı, ölçekleme türü, dalgacık türü ile derecesi seçilerek arabirime VLF sinyali ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır. Benzer şekilde filtreleme tabanlı yöntemler kullanılarak da (FIR-IIR) VLF verilerindeki gürültüyü bastırmak mümkün olmaktadır. FIR filtre tercih edildiğinde arabirimde uygun pencere fonksiyonu, filtre derecesi, kesim frekansı gibi verilerin girilerek arabirime VLF sinyalini, FIR filtreyi ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır. Aynı şekilde IIR filtre tercih edildiğinde Butterworth, Chebyshev I, Chebyshev II filtrelerinden birini seçerek, filtre derecesi ve kesim frekansı verileri girilerek arabirime VLF verisini, IIR filtreyi ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır.
Küresel güneş radyasyonun makine öğrenmesi yöntemleri ile tahmini: Örnek bir uygulama
Günümüzde enerji ihtiyacının çoğunluğunun karşılandığı fosil (petrol, doğal gaz, kömür vs.) yakıtları, hem çevreye zarar vermekte hem de yakın zamanda tükenme ihtimali bulunmaktadır. Bu nedenle bilim insanları alternatif enerji kaynakları bulma arayışına girmişlerdir. Sürdürülebilir ve temiz olmaları nedeniyle birçok ülke enerji ihtiyacını karşılamada yenilenebilir enerji kaynaklarını tercih etmeye başlamıştır. Güneş enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde hızlı gelişen bir enerji kaynağıdır. Güneş ışınımlarından yeryüzüne inen küresel güneş radyasyonunun zamansal periyodu ve miktarı kurulacak Güneş Enerji Santral (GES) teknolojilerine ışık tutmaktadır. Makine öğrenmesi ve derin öğrenme metotları gibi yapay zekâ uygulamaları ile geçmiş dönem verilerinden yararlanarak tahminler yapılabilmektedir. Bu sebeple düşük ve yüksek radyasyon değerlerine sahip Artvin, Rize, Batman, Diyarbakır, Mardin, Siirt ve Şırnak illeri için küresel güneş radyasyonu tahmini gerçekleştirilmiştir. Tahmin ufkunun 1 ila 3 saat ilerisi seçildiği durumlar için, Karar Ağaçları (KA), Destek Vektör Makinesi (DVM), Doğrusal Regresyon (DR), Regresyon Ağaçları (RA), Çekirdek Yaklaşım Regresyonu (ÇYR) ve Yapay Sinir Ağları (YSA) gibi metotlardan elde edilen sonuçlar kapsamlı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Bu tez çalışmasının geçerliliğini değerlendirmek için Kök Ortalama Kare Hatası (RMSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE), Ortalama Kare Hata (MSE) ve Korelasyon katsayısı (R) gibi performans metrikleri kullanılmıştır. Bölgesel ve değişken hava koşullarında küresel güneş radyasyonunun tahmini kurulacak olan GES'in gücünü bulmada önemli bir parametre olmaktadır. Bu tez çalışması ile belirlenen illerde kurulacak olan GES'ler için hem kısa hem de uzun vade de yatırım ve planlamaların daha efektif bir şekilde yapılmasına katkı sağlanması amaçlanmaktadır.
Rüzgâr hızının kısa dönem tahmini için aşırı öğrenme makinesi ve dalgacık paket dönüşümü tabanlı melez bir metodun geliştirilmesi
Rüzgâr enerjisi değişken bir karakteristiğe sahiptir ve elektrik şebekelerindeki arz-talep dengesini bozmaktadır. Bu bozucu etkinin ortadan kaldırılabilmesi için rüzgâr enerjisi tahminlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Rüzgâr enerjisi ile rüzgâr hızı arasındaki kübik ilişki sebebiyle rüzgâr enerjisi tahmini sürecinde rüzgâr hızı tahminleri önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında, rüzgâr hızı tahmini için dalgacık paket dönüşümü (DPD) yöntemini ve aşırı öğrenme makinelerini (AÖM) birleştiren melez bir metot önerilmiştir. Önerilen metot sürecinde öncelikle DPD kullanılarak rüzgâr hızı bileşenlerine ayrılmış ve her bileşenin tahmini için AÖM temelli bir model geliştirilmiştir. Son aşamada elde edilen hız bileşeni tahminleri cebirsel toplanarak rüzgâr hızı tahminine dönüştürülmüştür. Tez çalışmasındaki uygulamalar Osmaniye ilinden alınan saha ölçümleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen rüzgar hızı tahmin modeli; korelasyon katsayı (R), kök ortalama kare hata (RMSE) ve ortalama mutlak hata (MAE) performans metrikleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Tez çalışmasındaki performans testlerinde, önerilen rüzgâr hızı tahmin metodunun 1 saatlik tahmin ufkunda sırasıyla 0,0218, 0,0155 ve 0,9901; RMSE, MAE ve R performans metrik değerlerini yakalayabildiği tespit edilmiştir. Tez çalışmasından elde edilen bulgular ışığında önerilen metodun oldukça yüksek kalitede rüzgâr hızı tahmini yapabildiği ve rüzgâr enerjisi tahmini sürecinde başarıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Nehir tipi santrallarda ızgara kirliliğinin verim üzerine etkilerinin makine öğrenmesi ile tahmini
Dünyada ve ülkemizde elektrik ihtiyacı ve buna bağlı olarak elektrik tüketimi her geçen yıl artmaktadır. Geçmişten günümüze enerji ihtiyacı için kullanılan fosil enerji kaynakları çevre kirliliğinin ve küresel ısınmanın artmasına sebep olmaktadır. Küresel ısınmanın artması ise canlıların yaşamlarını sürdürebilmek için gerekli olan temel yaşam kaynaklarını olumsuz yönde etkilemektedir. Dünyanın ileride de yaşanılabilir bir yer olması için enerjinin en zararsız şekilde üretilmesi gerekmektedir. Bu durumun önüne geçebilmek amacıyla elektrik üretimi için kullanılan ve küresel ısınmaya neden olan fosil enerji kaynaklarının kullanımının azaltılıp yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması gerekmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan hidrolik enerji kaynakları dünya üzerinde kullanımının yaygınlaşması ile enerji kaynakları içerisinde çok büyük bir önem taşımaktadır. Bu sebeple Hidrolik Santrallerde enerji üretiminin yüksek verimlilikle yapılması da önem arz etmektedir. Bu kapsamda bu tezde Hidrolik Santrallerin verimlilikleri nehir tipi santral olan Karkamış HES örnekleminde analiz edilmektedir. Analiz her ünite için ayrı ayrı yapılmış olup ızgara kirliliğinin düşü, debi ve üretim değerlerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda yapılan analiz neticesinde ızgara kirliliğinin verim-debi ilişkisi ortaya konulmuştur. Izgara kirliliğinin oluşturduğu düşü kayıpları incelenmiştir. Böylece problem tespiti ve tanımı yapılmıştır. Karkamış HES SCADA sisteminden iki yıl boyunca düzenli veriler alınmıştır. Bu veri miktarları milyon satırı geçen matrislere ulaşmıştır. Söz konusu veriler düzenlenmiş aynı zaman dilimine göre ayarlanmış ve beş adet ünitenin her biri için ayrı ayrı veri seti haline getirilmiştir. Veri setlerinin filtrelenmesi sonrasında çalışma verileri MATLAB programında analiz edilerek makine öğrenmesi ile ızgara kirlilik tahmin çalışması yapılmıştır. MATLAB programında makine öğrenimi regresyon analizi ile gerçekleştirilmiştir. MATLAB programının doğrusal regresyon analizinde yer alan ağaç modelleri, destek vektör makine modelleri, topluluk öğrenme modelleri ve sinir ağı modelleri makine öğreniminde kullanılmış ve tahmin çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmanın değerlendirmesine ait sonuçlar grafik üzerinden ve R, RMSE ve MAE değerleri üzerinden analiz edilmiştir. Her ünite için yapılan çalışma yorumlanmıştır. Izgara kirliliğinin önlenmesi ve ızgara kirlilik tahmin programına göre santraldeki ünitelerin çalıştırılması ile verimin arttıracağı yönünde öneriler sunulmuştur.
İki bileşenli fermiyon sistemlerin örgü hesaplamaları
Bu tez çalışmasında, eşit olmayan kütlelere sahip ve kısa menzilli çekici potansiyelle etkileşen iki bileşenli fermiyon sistemlerini araştırdık. Bu çalışmada, özellikle, söz konusu iki-fermiyonun saçılma uzunluğunun çok büyük değerler aldığı ve çok küçük bağlanma enerjili dimerler oluşturduğu durumları göz önünde bulundurduk. Bu bağlamda üç fermiyondan ve dört fermiyondan oluşan sistemlerin evrenselliği, iki fermiyon saçılma uzunluğu ve iki bileşenli fermiyonların kütlelerinin oranı $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ ile tanımlanmaktadır. Örgün nükleer efektif alan alan teorisini kullanarak, bir-boyutta ve üç-boyutta fermiyon-dimer sisteminin ve bir-boyutta dimer-dimer sistemlerinin kapsamlı bir analizi yapılmıştır. Bu çalışmadaki temel konu, evrensel fermiyon-dimer ve dimer-dimer saçılma uzunluklarının farklı $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ kütle oranları için hesaplanmasıdır. Çalışmada elde edilen sonuçlarımız, $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ kütle oranı değiştikçe bu evrensel saçılma uzunluklarında logaritmik bir artış olduğunu ortaya koyuyor.
Solar kojenerasyon sistemlerinde ısının güneş panelleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Günümüzde teknolojideki hızlı gelişmeler, sanayileşme, nüfus artışı ve küreselleşme gibi nedenlerden dolayı enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Buna bağlı olarak artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla bilim adamları farklı kaynak arayışlarına ve mevcut sistemlerdeki verimliliğin arttırılması üzerine çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Yenilenebilir enerji kaynakları, doğaya zararlarının minimum olması karbon emisyon değerlerinin sıfıra yakın olması nedeniyle enerji üretiminde tercih sebebi olmuşlardır. Yapılan bu çalışmada özellikle konut, hasta hane, otel, gıda ve tekstil fabrikaları gibi hem sıcak su hem de elektrik enerjisinin birlikte kullanıldığı yerler için bir solar kojenerasyon sistemi tasarlanmış ve pratik uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda ihtiyaç duyulan sıcak su temininin yanında ısının güneş panellerindeki olumsuz etkileri incelenmiş ve verimlerinin iyileştirilmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda birinci sıcaklık aralığına göre (35-25 ◦C) günlük panelden elde edilen sıcak suyun ortalama sıcaklığı 28.13 ◦C, 218.50 lt elde edilmiştir. Elde edilen sıcak suyu ısıtmak için gerekli olan 2,698 kWh elektrik enerjisi tasarrufu sağlanmıştır. Soğutmalı panelden elde edilen toplam enerji 0,762 kWh, klasik panelden elde edilen toplam enerji 0,675 kWh olarak ölçülmüştür. Soğutmalı panelin ürettiği enerjinin klasik panelle göre %12,82 daha fazla olduğu görülmüştür. Soğutma uygulanan panelin toplam ürettiği enerji 3,46 kWh olduğu hesaplanmış ve buna göre toplam panel veriminin % 44,94 olduğu görülmüştür. Klasik güneş paneli 0,675 kWh üretim ile ortalama % 8,77 verimde çalışmıştır. Yapılan çalışma sonucunda ikinci sıcaklık aralığına göre (35-30 ◦C) günlük panelden elde edilen sıcak suyun ortalama sıcaklığı 34,44 ◦C, 100.50 lt elde edilmiştir. Elde edilen sıcak suyu ısıtmak için gerekli olan 2,10 kWh elektrik enerjisi tasarrufu sağlanmıştır. Soğutmalı panelden elde edilen toplam enerji 0,788 kWh, klasik panelden elde edilen toplam enerji 0,700 kWh olarak ölçülmüştür. Soğutmalı panelin ürettiği enerjinin klasik panelle göre %12,51 daha fazla olduğu görülmüştür. Soğutma uygulanan panelin toplam ürettiği enerji 2,888 kWh olduğu hesaplanmış ve buna göre toplam panel veriminin % 37,50 olduğu görülmüştür. Klasik güneş paneli 0,675 kWh üretim ile ortalama % 9,09 verimde çalışmıştır.
Hata yayılımı altında röle seçimli işbirlikli haberleşme sistemlerinin analizi
Bu çalışmada, röle seçimli işbirlikli haberleşme sistemlerinin hata yayılımı altında analizleri hem teorik hem de benzetim olarak yapılmıştır. Rölelerde çöz-aktar (decode and forward) protokolü kullanılmıştır. Öncelikle ortamda bir rölenin bulunduğu durumdaki sistem performansını (bit hata olasılığı) veren teorik çözümlemeler yapılmıştır. İkinci olarak, ortamda üç adet röle bulunması halinde tüm rölelerin aktif olduğu durumdaki uçtan uca sistem performansını elde edebilmek için öncelikli olarak hata yayılım olasılığı (error propagation) ifadesi teorik olarak elde edilmiştir. Daha sonra üç adet rölenin bulunduğu senaryoda uçtan uca sistem performansının (bit hata olasılığı) teorik ifadesi elde edilerek benzetimler ile doğrulanmıştır. Ardından ortamda M adet rölenin bulunduğu işbirlikli iletişim senaryolarında röle seçim teknikleri ele alınmıştır. İlk olarak eşik değer tabanlı (threshold based) Seçme İşbirliği tekniği için hata yayılım olasılığı ifadesi ve uçtan uca bit hata olasılığı ifadesi elde edilmiştir. Bu teknikte, kullanılan eşik değerleri sistem performansı üzerinde oldukça etkili olduğundan optimum eşik değerleri nümerik olarak hesaplanmıştır. Bir diğer röle seçim tekniği olan Max-Min röle seçimi tekniği için hata performansını veren teorik sonuçlar hata yayılımı altında yaklaşık olarak elde edilmiştir. Tüm teorik sonuçlar benzetimler ile doğrulanmıştır. Anahtar Kelimeler: İşbirlikli haberleşme, hata yayılımı, röle seçimi.
Şebeke bağlantılı bir fotovoltaik sistemin tasarımı ve farklı şebeke koşulları altında analizi
Şebeke bağlantılı PV sistemlerde, PV dizinin bağlantısı ve PV sistemin şebeke ile olan çalışma dengesi önemlidir. Sistemin, gerektiğinde şebekeden ayrılması için teknik bir takım gereksinimlere ihtiyaç vardır. Bu durum, yüksek güç kalitesini sağlamak ve şebekenin güvenilirliğini sağlamak açısından önemlidir. Bununla birlikte, şebeke bağlantılı PV sistemlerin anormal çalışma koşullarında çalışması da önlenmelidir. Bu anormal çalışma durumlarının önde geleni, istenilmeyen ada modlu çalışma durumudur. Ada modlu çalışma; bir dağıtım sisteminin, güç sisteminden elektriksel olarak izole edilmesi halinde, enerji akışının halen kendisine bağlı bulunan dağıtık şebeke tarafından devam ettirilmesi durumudur. Ada modlu çalışma, şebeke senkronizasyonunun kaybolması nedeni ile güç sistemi kararlılığı üzerinde çeşitli etkilerde bulunmaktadır. Sonuç olarak bu durum, dağıtık şebekenin belirlenen gerilim ve frekans referanslarının dışında kalmasına neden olmakta ve ada modlu çalışma durumunda elektriksel cihazların ve sistemlerin, hatta çalışan personelin bu durumdan zarar görmesine yol açabilmektedir. Bu çalışmada, şebeke bağlantılı PV sistemlerde, ada modlu çalışmanın tespit edilebilmesi için, inverterden bağımsız olarak çalışabilen, gerçek zamanlı bir kontrol yöntemi önerilmiştir. Bu amaçla, öncelikle 1 kWp kurulu güce sahip, şebeke bağlantılı bir PV sistemin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, PV sistem-şebeke-yük arasındaki gerilim, akım ve frekans değişimi gibi devre parametreleri, geliştirilen elektronik devreler yardımı ile izlenerek, tasarlanan gerçek zamanlı kontrol sistemi ile ada modlu çalışma olayının tespitine çalışılmıştır. Bu sayede, ada modlu çalışmanın tespiti için, mevcut yöntemlere göre daha güvenilir, inverterden bağımsız olarak çalışabilen ve cevap süresi kısa bir kontrol alt yapısı elde edilmiştir. Tez çalışmasında önerilen gerçek zamanlı kontrolör, Labview kontrol ünitesi ve yardımcı ekipmanları ile geliştirilmiştir. Labview sinyal işleme altyapısı, sisteme esneklik kazandırmada ve hızlı sistem prototipini geliştirmede avantaj sağlamıştır. Ülkemizde, şebeke bağlantılı PV sistemlerde ada modlu çalışmanın tespiti ile ilgili IEEE standartlarında belirtilen kriterlere göre bir çalışma yapılmamıştır. Yapılan çalışma, ülkemiz elektrik şebekesinde, şebeke bağlantılı PV sistemlerde ada modlu çalışmaya yönelik olarak gerekli kriterlerin belirlenmesi noktasında, önemli bir görev üstlenecektir. Anahtar Kelimeler: Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Sistem, Ada Modlu Çalışma, Labview.
Model öngörülü denetleyici (MPC) ile robot kolu denetimi
Çok eklemli robot kolları, insansız otonom araç uygulamalarında ve endüstrinin bir çok alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Robot kollarının dinamik ve kinematik denklemlerinden elde edilen teorik modellerin parametre karmaşıklığı eklem sayısına bağlı olarak artmaktadır. Model parametre karmaşıklığı hassasiyeti yüksek uygulamalar için robot kolunun denetiminde önemli rol oynamaktadır. Bu duruma ek olarak bağlar arası sürtünme, içsel bozucu ve dış bozucu etki robot kolunun etkin denetiminde önemli bir araştırma konusudur. Bu doktora tez çalışmasında, Dönel Dönel (Revolute Revolute-RR), Dönel Dönel Dönel (Revolute Revolute Revolute-RRR) ve Dönel Prizmatik Dönel (Revolute Prismatic Revolute-RPR) eklem yapısına sahip robot kollarının teorik modelleri tüm parametreleri içerecek şekilde vektör matris formda oluşturulmaktadır. Matris formda elde edilen M(q) kütle, V(q,q ̇) coriolis-merkezkaç ve G(q) yer çekimi denklemlerinin doğrusal olmayan yapıda olduğu belirlenmektedir. Dış bozucu etkinin iyi tanımlanamadığı veya ortamda değişken dış bozucu etki altında robot kolunun çalışma noktalarındaki kaymalar ortaya konulmaktadır. Değişken dış bozucu etki altında çok eklemli robot kolunun gürbüz denetimi için klasik denetim yerine modele dayalı denetim yapılmaktadır. Farklı eklem yapılarında çok eklemli robot kolunun hem doğrusal hem de doğrusal olmayan sistem tanımlama yöntemleri ile modelleri elde edilmekte ve model parametreleri kestirilmektedir. Elde edilen model parametreleri ile RR ve RRR eklem yapısına sahip robot kolunun Model Öngörülü Denetimi (Model Predictive Control-MPC) gerçekleştirilmektedir. Dış bozucu altında elde edilen robot kolu modeli için geliştirilen algoritma İnsansız Hava Aracı (İHA) üzerinde bulunan RRR eklem yapılı robot kolu (yalpa) üzerine gömülmüş ve yalpanın MPC denetimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar klasik denetim yöntemlerinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmakta ve önerilen algoritmanın performansı farklı koşullar altında test edilmektedir. MPC'nin hız, gürbüzlük, hassasiyet ve kısıtlara izin verme gibi performans kriterlerinde başarılı olduğu görülmektedir.
Farklı türdeki kaotik sistemlerin modellemeleri ve senkronizasyonlarının gerçekleştirilmesi
Son yıllarda birçok bilim dalında karşılaşılan konulardan biri olan kaos, gerekirci bir sistemin ilk koşullara olan aşırı duyarlılığının sonucunda ortaya çıkan periyodik olmayan uzun zamanlı davranışlardır. Elektronik ve haberleşmenin birçok alanında kaos kullanılmaktadır. Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle de kaos araştırmalarının nümerik analizine büyük katkılar sağlanmış ve bu konuyla ilgili olan araştırmalara hız kazandırmıştır. Kaosun, güç sistemleri, yüksek performanslı devreler ve cihazlar, bilgi teknolojileri, lazerlerin gücünün arttırılması, elektronik devrelerin çıkışlarının senkronize edilmesi, güvenli haberleşme, otomatik kontrol sistemleri gibi alanlarda birçok başarılı ve yaygın kullanım alanı vardır. Bu tezde, farklı türdeki kaotik sistemlerin Matlab simülasyon modellemeleri ve senkronizasyonlarının gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Bu tezde amaç, kaos biliminin günümüze gelene kadar yapılan çalışmalarını incelemek, kaos biliminin hangi alanlarda kullanıldığını araştırmak, kaotik sistemleri tanıtmak, ve Matlab programında sistem modellemelerini ve simülasyonlarını gerçekleştirmek, sistem davranışlarını incelemek ve bazı kaotik sistemlerin senkronizasyonlarını sağlamaktır. Bu tezde ayrıca senkronizasyon kavramına ve senkronizasyon yöntemlerine değinilmiş, senkronizasyon için geniş çaplı ve etkili bir teknik olarak kabul görmüş Pecora-Carroll yöntemi incelenmiştir. Bu yöntem kullanılarak bazı kaotik sistemlerin senkronizasyonu sağlanmış ve senkronizasyon öncesi ve sonrası sistem davranışı incelenmiştir. Anahtar Kelimeler : Kaos, Kaotik Sistemler, Kaotik Devreler, Senkronizasyon
Donanım tabanlı rasgele sayı üretecinin gerçekleştirilmesi
Bu tezde, kriptografik uygulamalarda kullanılan Gerçek Rasgele Sayı Üreteci (GRSÜ) ayrıntılı olarak incelenmiş olup literatürde bulunan tasarımların birçoğu tartışılmıştır. Tez çalışmasında ilk olarak GRSÜ'de son işlemin önemi incelenmiştir. Son işlem, gerçek rasgele sayı üreteçlerinde kullanılan entropi kaynaklarının çevresel değişikliklerden etkilenmeleri nedeniyle oluşan zayıf istatistiksel özellikler gidermek amacıyla kullanılmaktadır. İkinci bir avantajı ise yan kanal analizi saldırısına karşı sistemi dirençli hale getirmesidir. Ancak kullanılan son işlemler GRSÜ'den elde edilen çıkış bit oranını düşürmektedir. Bu amaçla çalışmada, literatürdeki Von Neumann, XOR, H son işlem gibi çeşitli son işlem algoritmalarına alternatif olabilecek, GRSÜ'nün veri oranını düşürmeden istatistikî zayıflıkları gideren yeni lojistik haritaya dayalı son işlem algoritması önerilmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut sonuçlar ile karşılaştırıldığında daha iyi sonuçlar elde edilebileceği gösterilmiştir. Lojistik haritanın etkilerini gözlemleyebilmek amacıyla RO tabanlı TRNG yapısı dört farklı senaryo ile gerçekleştirilmiştir. Önerilen sistem EP4CE115F29C7 tabanlı Altera FPGA (Field Programmable Gate Array - Alan Programlanabilir Kapı Dizileri) bordu üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre lojistik haritanın son işlem olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Gerçekleştirilen tasarımda çıkış hızı 20Mbit/s olarak elde edilmiştir. Diğer çalışmada ise, Saf Sözde Rasgele Sayı Üreteçlerinin (SRSÜ) güvenliğini ve rasgeliliğini arttırmak amacıyla SRSÜ'nün geçiş ve çıkış fonksiyonuna gerçek rasgele sayı dizisi ek girdi olarak eklenmiştir. Bu amaçla, AES (Advanced Encryption System - Gelişmiş Şifreleme Sistemi) kullanarak tasarlanan saf SRSÜ'lere ek girdi olarak Xilinx FPGA'de Burke Shaw kaotik çekerden elde edilen rasgele bit dizisi eklenerek Hibrit SRSÜ sistemi geliştirilmiştir. Gerçeklenen tasarımlardan elde edilen bit dizilerinin istatistiksel olarak rasgeleliğini test etmek amacıyla National Institute of Standards and Technology (NIST) tarafından yayınlanmış olan NIST 800-22 test paketinin programı C# ortamında yazılmıştır. Elde edilen sonuçlar, gerçekleştirilen tasarımlar için karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Gerçek Rasgele Sayı Üreteci, Son İşlem, Halka Osilatörler, Kaotik Sistemler, İstatistikî Testler
Bir üniversite yerleşke binasında elektrik enerjisi tasarruf potansiyelinin incelenmesi
Günümüzde dünyada enerjiye olan ihtiyaç sürekli olarak artmakta ve enerjinin etkin ve verimli bir şekilde kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. Enerji verimliliği sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmada önemli bir role sahiptir. Enerji yoğun sektörlerin başında konut sektörü gelmektedir. Üniversite yerleşkesi gibi çok sayıda ve çeşitli binalara sahip alanlarda enerji tüketimini azaltmak için yapılacak enerji verimliliği faaliyetleri enerji maliyetlerinin azaltılması ve üniversitelerin sürdürülebilir kampüslere dönüştürülmesi için önemli adımlardır. Bu tez çalışması kapsamında Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi İstiklal Yerleşkesinde bulunan bir idari bina örnek saha olarak seçilerek enerji etüdü çalışmaları kapsamında termal kamera, enerji analizörü, lüksmetre gibi ölçüm cihazları ile verimlilik analiz çalışmaları yürütülmüş, enerji tüketim değerleri izlenerek enerji tüketim/kayıp noktaları tespit edilmiş ve enerji tasarrufu potansiyeli belirlenmiştir. 2020-2022 yılları arasındaki enerji tüketim verileri incelendiğinde enerjinin %20'si elektrik, %80'ni doğal gaz, maliyetlerinin ise %55'i elektrik, %45'i ise doğal gazdan kaynaklanmıştır. Enerji analizörü ile yapılan analizler sonucu binanın elektrik kalitesinde bir problem tespit edilmemiştir. Kısa vadede alınabilecek tedbirler kapsamında kampüs içi yol aydınlatmalarının LED armatürler ile değişiminin 400.392,0 kWh ve pompa motorlarının verimli elektrik motorları ile değişiminin 11.555,0 kWh enerji tasarruf potansiyeli olduğu belirlenmiştir. 2022 yılı enerji birim fiyatları ve 2023 yılı temmuz ayı EURO kuru kullanılarak yapılan hesaplamalarda, yol aydınlatmalarının LED armatürler ile değişiminin yatırım maliyeti 168.641 TL, geri ödeme süresi (GÖS) 2,42 yıl ve iç karlılık oranı (IKO) %72; pompa motorlarının verimli elektrik motorları ile değişiminin ise yatırım maliyeti 2.852.408 TL, GÖS 5,08 yıl ve IKO %44 olarak bulunmuştur. Orta vadeli tedbirler kapsamında ise kurulacak bir fotovoltaik güneş enerji santrali (GES) ile 2503 MWh/yıl enerji üretimi sağlanabileceği bulunmuştur. GES yatırımının maliyeti 33.316.650 TL, GÖS 4,53 yıl ve IKO %53'dür. Sonuç olarak, söz konusu enerji verimliliği yatırımları ile yerleşkede enerji tüketimlerinin azaltılabileceği, sürdürülebilir üniversite olma yolunda önemli katkı sağlanacağı ve diğer üniversitelere örnek teşkil edileceği değerlendirilmektedir.
Bulanık uyarlamalı parçacık sürü en iyileme yöntem ile kesir dereceli denetleyicilerin kaos tabanlı haberleşme sistemlerine uygulanması
Kesir dereceli modelleme günümüzde sistemlerin modellenmesinde klasik yöntemlerden daha gerçekçi bir yöntemdir. Özellikle, kontrol mühendisliği alanında sistemlerin kesir dereceli olarak modellenmesi ve tasarımı klasik tam sayı dereceli modellemelerden daha faydalı sonuçlar elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada, son yıllarda adından sıkça söz edilen kesir dereceli PID (KDPID) denetleyicisinin, parametre eniyilemesi yapılarak yine kesir dereceli kaotik sistemlerin senkronizasyon denetiminde başarımı incelenmiştir. Ayrıca, KDPID denetleyicisinin ve kesir dereceli (KD) kaotik sistemlerinin devre modelleri oluşturulmuş, bu denetleyici ve kaotik devrelerin uygulanabilirliği gösterilmiştir. Denetleyicinin parametre ve kesir dereceleri, bulanık uyarlamalı PSO yöntemiyle belirlenerek denetleyicinin performansı arttırılmıştır. KD kaotik sistemlerin senkronizasyonunun özellikle haberleşme sistemlerinde kullanılabilir olduğu, literatürdeki birçok araştırmada görülmektedir. Ancak, senkronizasyon hızı bu sistemler için oldukça önemlidir. Çünkü senkronizasyon ne kadar hızlı olursa, veri kaybı da o kadar az olur. Bu nedenle KDPID ile yapılan senkronizasyon kontrolü hem dış etmenlere karşı daha dayanıklı olup, hem de senkronizasyon süresi oldukça kısa olan bir denetim imkanı sağlamaktadır. Bu sayede haberleşmede SNR/BER oranına göre gürültü dayanımı açısından oldukça iyi bir performans sağlandığı görülmektedir. Bunun yanında senkronizasyona ulaşma süresine göre seçilen bit süresi kısa olması nedeniyle veri iletim hızı arttırılabilir.
Evsel yükler için yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin tasarımı, modellenmesi ve uygulaması
Son yıllarda fosil yakıtların tükenecek olması ve küresel ısınma ile birlikte güneş, hidrojen ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi artmaktadır. Özellikle hidrojen ve güneş, enerji üretimi için hibrit sistemlerde birlikte kullanılmaktadır. Fotovoltaik sistemlerde hava şartlarına bağlı olarak üretilen enerjinin depolanmasına ihtiyaç duyulur. Bu tür sistemlerde kullanılacak bataryaların hem ömürleri kısadır hem de bakım masrafları vardır. Bu nedenle güneş pillerinin yakıt pilleri ile birlikte kullanılması tercih edilen yöntemlerden biridir. Böylece enerji talebi temiz enerji kaynaklarından istifade edilerek kesintisiz olarak karşılanmış olur. Bu çalışmada, öncelikle hidrojenin elde edilmesi için güneş pillerini kullanan şebekeden bağımsız bir yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin benzetimi yapılarak, farklı yükler için analizi yapılmıştır. Daha sonra evsel uygulamalar için geliştirilen ve şebekeden bağımsız çalışan bir yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin prototipi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu sistemde güneş enerjisinin yeterli olduğu zamanlarda, yükün enerji talebi PV sistem tarafından karşılanmaktadır. Güneş ışığının yetersiz olduğu gündüz saatlerinde ve gece boyunca ise yakıt pili devreye girerek sistemin kesintisiz olarak çalışabilmesi sağlanmıştır. Deneysel çalışmada, yük olarak farklı güçlerde lambalar kullanılmıştır. İnverter çıkış akım ve gerilimleri veri toplama cihazı ve LabVIEW arayüzü kullanılarak analiz edilmiştir. Matlab-Simulink'te deneysel sisteme ilişkin bir benzetim sistemi tasarlanmış ve benzetim sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak hibrit sistemin yük analizi yapılmıştır.
Mikro şebekelerde güç akış analizi
Teknolojik gelişmeler, cihazların küçülmesi ve hızlanmasının yanında dezavantaj olarak aşırı hassaslaşmalarına yol açmaktadır. Bir şebekedeki kullanıcıların büyük bölümünün hassas yüklere sahip olması, bireysel önlemlerin, yerini şebeke bazında alınacak önlemlere bırakmasını zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluk sonucunda, kritik yüklerin enterkonnekte şebekede oluşacak kesinti ve arızalardan en az düzeyde etkilenmesi yaklaşımı mikro şebeke kavramını ortaya çıkarmıştır. Mikro şebekeler, yenilenebilir enerji kaynakları ile klasik enerji üretim santrallerinin entegrasyonu sonucunda oluşturulan hibrit yapılardır. Özel bölgelerin enerjilendirilmesi amacıyla kolayca uygulanabildikleri, kaliteli ve kesintisiz enerji sağlayabildikleri için mikro şebekelerin kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Çeşitli enerji üretim kaynakları ve yükler içermesi nedeniyle mikro şebekelerin, büyük güç sistemlerindeki gibi farklı çalışma ve yük değişimi durumlarına ilişkin analizinin yapılmasına ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir mikro şebekenin tasarlanan yapay sinir ağı ile güç akışı analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, aynı sistemin klasik Gauss-Seidel yöntemi temelli yazılımsal çözümü ile analizi yapıldığı zaman ortaya çıkan sonuçlar ile karşılaştırılarak yapay sinir ağının başarısı incelenmiştir. Önerilen yöntem kullanılarak enerji şebekelerinin ve dolayısıyla mikro şebekelerin tasarımı için gerekli olan güç akış analizinin iteratif yöntemlere gerek kalmadan yapılabilmesi sağlanacaktır. Anahtar Kelimeler: Güç Akış Analizi, Mikro Şebekeler, Yapay Sinir Ağları, Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Parça-parça doğrusal elemanlar içeren devrelerin matlab ile modellenmesi ve simülasyonu
Bu tezde, doğrusal olmayan elemanlar içeren devrelerin modellenmesi ve Matlab/Simulink ortamında simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada doğrusal olmayan elemanlar, karakteristiklerine parça-parça doğrusallık yaklaşımı uygulanarak; anahtarlar, kaynaklar ve doğrusal elemanlarla birlikte kontrol eşitsizlikleri kullanılarak modellenmiştir. Daha sonra bu modeller, Matlab/Simulink ortamında SimPowerSystems kütüphanesiyle oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, örnek devrelere ilişkin simülasyon sonuçları verilmiştir. Simülasyon aşamasında örnek devrelerde, önce doğrusal olmayan elemanlar için birinci aşamada elde edilen modeller kullanılmıştır. Daha sonra, aynı devrelerin simülasyonu için doğrusal olmayan elemanların SimPowerSystems kütüphanesindeki kendi modelleri kullanılmıştır. Her iki duruma ilişkin simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Fakat karşılaştırma işlemleri tüm örnekler için mümkün olmamıştır. Çünkü devrelerde farklı karakteristiklere sahip doğrusal olmayan omik, indüktif, kapasitif elemanlar bulunması durumunda, bu elemanlara ilişkin SimPowerSystems kütüphanesinde bir tanım olmadığı için, bu örneklerin simülasyonu sadece birinci aşamada tanımlanan modelleme kullanılarak yapılabilmiştir.
Raylı sistemlerde pantograf-katener sisteminin modellenmesi, simülasyonu ve arıza teşhis yöntemlerinin geliştirilmesi
Günümüzde temiz enerji kullanan, hızlı ve güvenilir bir ulaşım aracı olan elektrikli trenlerde, elektrik enerjisini taşıyan katener hattı ile bu enerjiyi lokomotife ileten pantograf sistemi arasındaki etkileşimin izlenmesi güvenlik açısından oldukça önemlidir. Özellikle yüksek hızlı trenlerin yaygınlaşması ile yüksek akım ve gerilim altında çalışan pantograf ve katener sistemi arasındaki temas kuvvetinin, pantograf yüzeyinin aşınma durumunun ve oluşabilecek arkların periyodik olarak kontrol edilmesi gerekir. Çevresel şartlar, çalışma koşulları ve sistem parametreleri gibi faktörlerden etkilenen pantograf ile katener arasındaki enerji iletiminin kalitesi için durum izleme, aktif pantograf kontrolü ve olası arızaların tespiti, raylı sistemlerin güvenilirliği açısından zorunlu olarak yapılması gereken işlemlerdir. Bu tez çalışmasında, bir pantograf-katener sisteminin modellenmesi ve sistem parametrelerinin etkilerinin analizi, pantograf ve katener arasındaki temas kuvvetinin aktif olarak kontrolü ve pantograf yüzeyi ile genel pantograf-katener sistemi üzerinde oluşacak arızaların teşhisine yönelik üç yeni yöntem önerilmiş ve bunlara ait doğrulama sonuçları deneysel veriler üzerinden sunulmuştur. İlk olarak pantograf-katener sistemi matematiksel olarak modellenerek transfer fonksiyonu elde edilmiş, bu modelde bulunan kütle, yay sabiti ve sönümleme katsayıları gibi altı parametrenin değişimi sonucunda genel sistemin nasıl davranacağı analiz edilmiştir. Sistem parametrelerinin olası herhangi bir nedenle değişmesi durumunda modelin simülasyonu sonucu sistemde salınımların oluştuğu, pantograf-katener etkileşiminin olumsuz etkilendiği ve enerji iletim kalitesinin azaldığı ortaya konulmuştur. İkinci çalışma pantograf-katener sistemlerinde sistem parametrelerinin değişmesi durumunda, sistemin kararlı, sağlam ve verimli çalışmasını sağlayacak aktif pantograf kontrolü için yapılmıştır. Tezde bu amaçla pantografın katenere temas kuvvetini tren hareket halinde iken koşullara göre sürekli ayarlayan yeni ve etkili bir yöntem sunulmaktadır. Bunun için geliştirilen adaptif bulanık kontrolör ve pantografın pozisyon bilgisini bulan görüntü işleme algoritması ile pantografın çevrimiçi kontrol edilmesine dayanan bu yeni yöntem literatüre önemli bir katkı sağlayacaktır. Önerilen yaklaşımda, bir kamera ile alınan pantograf-katener görüntüsünden, görüntü işleme teknikleriyle elde edilen konum bilgisi kullanılarak adaptif bir bulanık kontrolör ile pantografın aktif kontrolü sağlanmaktadır. Sonraki çalışma, katener hattının pantograf yüzeyine temas ettiği noktanın pantografın güvenli bölgesinde olup olmadığını belirlemek, pantograf yüzeyindeki bölgelerin aşınma oranını bulmak ve buna bağlı oluşabilecek arızalar için bir analiz yaklaşımı önermektedir. Bunun için ilk olarak katener hattının pantograf üzerinde kayarken oluşturduğu yörünge modellenmiş, daha sonra kamera ile katener hattının pantografa temas ettiği nokta görüntü işleme algoritmaları ile sürekli tespit edilerek gerçek veriler üzerinden arıza analizi gerçekleştirilmiştir. Böylece pantograf yüzeyinin her noktasının istatistiksel kullanım durumu ve ömrü konusunda tespit ve tahmin yapabilme imkanı oluşmuştur. Tezdeki son çalışma ise pantograf-katener sisteminden alınan akım verilerine S-dönüşümü uygulanarak elde edilen özellikler üzerinden bulanık sınıflandırıcı ile arkların tespitine yönelik bir yöntemdir. Öncelikle Mayr ark modeli ile simülasyon üzerinden elde edilen akım verileri kullanılmış, daha sonra bir trenden alınan gerçek akım verileri kullanılarak S-dönüşümü ve buna ait özellikler üzerinden arkların tespit edilmesi için yeni bir yöntem geliştirilmiş ve çeşitli senaryolar ile doğrulanmıştır. Sonuç olarak bu tez kapsamında, elektrikli trenlerde elektrik hattından lokomotife enerji iletimini sağlayan pantograf-katener sistemleri için yeni, etkili, yüksek doğruluklu, sağlam, gerçek zamanlı uygulanabilir ve temassız olarak durum izleme, analiz, kontrol ve arıza teşhis yöntemleri sunulmuştur. Elektrikli trenlerde güvenlik, enerji iletimi kalitesi, verimlilik ve periyodik izleme açısından büyük önem taşıyan bu yeni yöntemler için, bu alandaki çalışmalara ivme kazandıracak sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca temassız izleme çalışmalarının yapılmış olması, yüksek hızlarda bile tren hareket halinde iken, etkili sonuçların alınabilmesini sağlayacak görüntü işleme tekniklerinin bu alanda kullanılmasının avantajlı olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, bu tezde yapılan çalışmalar Tübitak-1001 programında yürütülen 112E067 numaralı araştırma projesi ile desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektrikli demiryolu sistemleri, Pantograf-Katener sistemleri, Enerji iletimi, Aktif pantograf kontrolü, Durum izleme, Arıza teşhisi, Görüntü işleme, Ark tespiti.
Medikal görüntülerdeki darbe gürültüsünün makine öğrenme teknikleri ile giderilmesi
İdeal bir filtrenin sayısal imgedeki ayrıntıları korurken, darbe gürültüsünü etkili biçimde yok etmesi istenmektedir. Standart sinyal işlemenin talebi, resmin detaylarına zarar vermeden darbe gürültüsünün yok edilmesidir. Birinci bölümde, medyan tabanlı yeni bir filtre sunulmuştur. Bu metot anahtarlamalı medyan ile uyarlamalı medyan filtrenin hibrit halinden meydana gelmiştir. Sunulan filtre "İki Aşamalı Uyarlamalı Hızlı Medyan Filtre" (DCFAMF) olarak adlandırılmıştır. DCFAMF, geleneksel filtrelerle kıyaslandığında yapı olarak daha basit, daha hızlı ve aynı zamanda daha iyi sonuçlar vermektedir. Bu metot darbe gürültüsünü yok etmenin yanında (aşırı bozulmuş imgelerde bile), imgenin detaylarını başarılı bir şekilde korumuştur. DCFAMF için herhangi bir parametre ayarlamasına gerek yoktur. Bu yüzden otomatik sistemlere daha uygun olup herhangi bir ön hazırlığa ihtiyaç duymamaktadır. Ayrıca, aşırı bozulmuş imgeleri iyileştirmek için uyarlamalı bir yapay sinir ağı modeli geliştirilmiştir. Farklı gürültü yoğunluklarında eğitilmiş olan ağlar, gürültünün yoğunluğuna göre, gürültülü piksel yerine gelebilecek en uygun komşu pikseli tahmin etmektedir. Önerilen algoritma sayısal imgelerdeki darbe gürültüsünü etkili biçimde yok ederken, aynı zamanda detayları da korumaktadır. Sayısal imgelerdeki darbe gürültüsünü yok etmek amacıyla fitre olarak Naïve Bayes sınıflandırıcı önerilmiştir. Burada kullanılan haliyle gürültü bulaşmış imge onarılmaya başlamadan önce, imge birden fazla parçaya ayrılmakta ve bu parçalarda gürültü bulaşmamış piksellerden bir öğrenme seti oluşturulmaktadır. Bozuk pikselin yerine geçecek olan pikseli tahmin etmek için, bu öğrenme seti kullanılmaktadır. Sunulan yöntem hem basit hem de uygulanması daha kolaydır.
Sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali
Sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali projesinin gerçekleştirilme amacı; atıkları ile çevreye zararlı fosil kaynaklı yakıtlardan tamamen uzak, çevre dostu ve en önemlisi yenilenebilir enerji kaynağı ile kaliteli elektrik enerjisi üretmek ve sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralini modelleyerek kullanım alanlarının yaygınlaşmasına katkı sağlamaktır. Bu amaçlar doğrultusunda, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması yapılmış ve bu uygulama çalışması sonucu elde edilen deneysel bulgular ile bilgisayar benzetim sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışma başlangıcında, rüzgar enerjisinin oluşumu, tarihsel gelişim süreçleri, olumlu ve olumsuz çevre faktörleri belirtilmiştir. Çalışmanın devamında ise rüzgar türbin sistemleri farklı özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. İlerleyen bölümlerde rüzgar türbin sistemlerinde kullanılan generatör sistemleri açıklanmış, birbirlerine göre bu generatör sistemlerinin avantaj ve dezavantajları sıralanmıştır. Sistemin prototip çalışması için sürekli mıknatıslı senkron generatör kullanılmasına karar verildikten sonra sürekli mıknatıslı senkron generatör modelinin oluşturulması için matematiksel denklemleri verilmiştir. Ayrıca rüzgar enerjisinin mekaniksel enerjiye dönüşümü ifade edildikten sonra rüzgar enerjisinden maksimum seviyede faydanılması için gerekli ifadeler belirtilmiştir. Yukarıda bahsi geçen tanımlamalardan sonra sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması için gerekli devre eleman seçim parametreleri açıklanarak, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin montajı yapılmıştır. Sistem modeli gerçekleştirildikten sonra deneysel çalışmalara başlanılmıştır. Bu süreç içerisinde tasarımı yapılan sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali modelinin Matlab/Simulink bilgisayar programında benzetim çalışması da gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin prototip çalışmasının deneysel bulguları ile benzetim çalışması sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca elektrik enerji üretimi gerçekleştirilirken; yüksek verimli bir sistemin tasarlanması, çıkışının kontrol edilebilir olması ve çevresel faktörlere karşı hassas olması gibi önemli parametrelere dikkat edilmesi gerektiği vurgulanmıştır.
PSAM-tabanlı LMMSE kanal tahmini ile Ricean sönümleme ortamında MRC/EGC anten çeşitlemesinin M-QAM sistemleri için performans analizi
Bu tezde, çoklu anten çeşitliliği sistemlerinde maksimum-oran birleştirici ve eşit kazanç birleştirici kullanarak dördün genlik modülasyonu (M-QAM) ile LMMSE-kanal tahminine bağlı olarak Gauss hata modeli yoluyla mükemmel-olmayan kanal tahmini altında ortalama bit hata oranı ve kesinti olasılığı performansı ele alınmaktadır. Kanallar toplamsal beyaz Gauss gürültüsü ile bozulmuş, uzaysal bağımsız düz Ricean sönümlemeli olarak modellenmiştir. Pilot-sembol-destekli modülasyon (PSAM) için realistik kanal belirleme tekniği LMMSE'ye dayalı kanal tahmini senaryosu üzerinden gerçek çeşitleme kazancını göstermek için, her bir antenden alınan bit sinyal-gürültü oranının ortalaması, anten sayısı L, Ricean K-faktörü ve normalize edilmiş kanal tahmini korelasyon katsayısı ? gibi farklı sistem parametrelerine karşı Monte-Carlo simülasyonu vasıtasıyla maksimum-oran birleştirici ve eşit-kazanç birleştirici anten çeşitleme birleştirme tekniklerinin ortalama çıkış sinyal-gürültü oranı, ortalama bit hata oranı ve kesinti olasılığı analiz edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Çeşitleme birleştirme, minimum karesel hata ortalamalı- kanal tahmini, dördün genlik modülasyonu, Ricean sönümleme kanalı
Yağli tip dağitim transformatörlerin doğrusal olmayan dinamik termal modellemesi
Transformatörler, enerji taşıma ve dağıtım sistemleri ile ilgili yatırımın en büyük bölümünü oluşturuyorlar ve onlarda meydana gelen problemler büyük ekonomik kayıplara yol açabilmektedirler. Bu gerçekler dikkate alınarak Elektrik Sistemlerini daha ekonomik ve güvenilir bir şekilde çalıştırmak gerekir. Buna göre, transformatörlerin izolasyon koşulları, faydalı çalışma ömürleri, ve yüklenebilme kapasiteleri iyice bilinmelidir. Transformatörlerin faydalı ömürlerindeki etken en önemli parametre izolasyonun hızlı yaşlanmasına neden olan izolasyonun sıcaklık seviyesidir. Yağlı tip transformatörlerde sıcaklığın değişimi bir üstel denklemle açıklanmıştır. Bu denklemde sistemin zaman sabiti esas alınarak, eşdeğer devrenin zaman sabiti, termal kapasitas ve termal direncin çarpımına eşittir. Bu çalışmada yağlı trafoların üst yağ sıcaklığına doğrusal olmayan dinamik bir model sunulmuştur. Bu model de transformatörde kullanılan iletken malzemenin termal özellikleri ve yağın doğrusal olmayan parametreleri dikkate alınmıştır. Model Yağlı tip transformatörlere deneysel çalışmalarla doğrulanmıştır.
Elektronik anahtarlama matrisi
Bu çalışmada, ses kaynağı, görüntü kaynağı, yazıcı gibi birden çok kaynağın ve kullanıcının bulunduğu ortamlarda, her kullanıcının, istediği kaynağı seçip kullanmasını sağlayacak bir sistem gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla bir elektronik anahtarlama matrisi tasarlanmış, bu tasarım çoklu ses kaynaklarının kullanım uygulamasıyla birlikte ele alınmıştır. Elektronik anahtarlama matrisine dokuz adet ses kaynağının (radyonun) bulunduğu bir radyo kutusu bağlanmış, dört farklı kullanıcının bu radyoları seçmesi sağlanmıştır. Kullanıcılarla anahtarlama matrisi arasında RF iletişim yöntemi kullanılmış, böylece kullanıcıların, matrisi uzaktan kumandayla kontrol edebilmeleri hedeflenmiştir. Kullanıcıların isteklerini gerçekleştirebilmek için mikrodenetleyicilerin, gelen RF bilgilerini algılayarak gerekli bağlantıyı kurmak üzere röle kartlarını kumanda etmeleri sağlanmıştır. Microchip firmasının PIC 16F84 kodlu mikrodenetleyicisi kullanılmış ve assembler dilinde yazılımı tamamlanmıştır. Uygulama başarıyla çalıştırılmış ve kullanıcının dokuz ses kanalından istediği bir tanesini seçmesi sağlanmıştır. Tasarım, kaynak ve kullanıcı sayısına, kullanım amacına ve yerine göre geliştirilebilir.
Akıllı ev sistemleri
Akıllı ev teknolojileri, günümüzde insan güvenliğinin ve konforunun ön plana çıkmasıyla ortaya çıkmıştır. Teknolojinin ilerlemesiyle üstünde çalışılan en önemli otomasyon konularının başında gelmektedir. Akıllı ev teknolojileri ilk olarak ev ve çevre güvenliğini sağlamaktadır. Bunlara ek olarakta evin soğutma, ısıtma, garaj kapısının otomatik kontrolü, ev ve bahçe ışıklandırmasının otomatik kontrolü, çocukların güvenliğinin ofisten kontrolü, bitkilerin ve ev hayvanlarının otomatik beslenmesi gibi birçok işlemi gerçekleştirebilmektedir. Bu çalışmada akıllı ev sisteminin insanlara daha iyi bir yaşam sağlayabilmesi için neler yapılabileceği incelenmiştir. Akıllı evler hakkında verilen teorik bilgilerden sonra DTMF ile uzaktan kontrol sağlanan bir akıllı ev uygulaması gerçekleştirilmiştir.
MPLS-TE-FRR ve QoS kullanarak veri iletim optimizasyonu
IP'nin (İnternet Protokolü-Internet Protocol) gittikçe yaygınlaştığı ve birçok kritik verinin IP ile taşındığı günümüzde, veri kayıplarının azaltılması da önemli odak alanlarından birisi olmuştur. Bu projede, IP paket anahtarlamalı ağlarda, hat yoğunlukları ve hat problemlerinden dolayı kritik veri kayıplarının en aza indirilmesi amacıyla inceleme ve ölçümler yapılmıştır. Ölçümlerde, geleneksel yönlendirme protokollerinden OSPF (Açık En Kısa Yol İlk-Open Shortest Path First) ile etiket anahtarlama teknolojisi MPLS-TE'nin (Çoklu Protokol Etiket Anahtarlama-Trafik Mühendisliği ?Multi Protocol Lable Switching-Traffic Engineering ) sorun anında sorunsuz hatlara geçme süreleri ve bu süre zarfında kaybedilen veriler karşılaştırılmıştır. Ayrıca hat yoğunluklarında kritik verilerin kaybedilmeden gönderilmesi için testler yapılmıştır. Çalışma sonucunda, kritik veri taşıyan günümüz IP ağlarında bazı protokollerin kullanımının kaçınılmaz olduğu sonucuna varılmış ve kullanımı önerilmiştir.
Güneş pillerinde maksimum güç noktası takip sistemleri
Alternatif enerji kaynaklarının en önemlilerinden birisi güneş enerjisidir.Son zamanlardaki bilimsel çalışmalarla, güneş enerjisinin verimli kullanımında büyük aşamalar kaydedilmiştir. Ancak her bilimsel konuda olduğu gibi bu konu ile ilgili de çözülmesi gereken bazı problemler vardır. Bu problemlerden birisi güneş pilinden elde edilen gücün kullanımının maksimize edilmesi boyutundadır.Bu çalışmada, güneş pilinde maksimum güç noktasını yakalamak için üç farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlar sırasıyla, güneş pilini yüke direk bağlama, kaygılandır&gözetle ve oransal açık devre voltajı metotlarıdır.Farklı ışınım ve sıcaklık değerleri için yukarıdaki üç yöntem karşılaştırılmış ve maksimum güç noktası yakalama'da en iyi yöntemin kaygılandır&gözetle yöntemi olduğu görülmüştür.Simülasyonda, Java dilinde program kullanılmış ve Eclipse IDE yazılım geliştirme ortamı seçilmiştir.
Alçak gerilim transformatör yazılımı
Transformatör tasarımı basit görünümüne karşın karmaşık bir süreçtir. Bu nedenle günümüzde bazıları ticari bazıları da ücretsiz olarak dağıtılan yazılım programları kullanılmaktadır. Ücretsiz olan yazılımlar genellikle çekirdek malzemesi üreticileri tarafından geliştirilmiş olup, bazı parametrelerin girilmesi veya seçilmesi ile çalıştırılırlar.Tüm transformatör tasarım programları aynı temel tasarım ilkelerini ve formüllerini kullanır. Bu programlar arasındaki fark ise kullanıcıya sunduğu olanaklar ve hesaplamalarda önceden verilen sabitler veya kullanıcıdan istenen girdilerin farklılıklarıdır.Bu çalışmada, tek ve üç fazlı transformatör tasarımında kullanılabilecek bir yazılım geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yazılımın rahat kullanılabilir bir ara yüze ve hızlı ve doğru sonuçlar verebilecek bir algoritmaya sahip olması hedeflenmiştir. Yazılım, DELPHI programlama dili ve Microsoft Office Access Veritabanı programı kullanılarak hazırlanmıştır. Hazırlanan yazılımla örnek tasarımlar yapılmış, bu tasarımlardan bir tanesinden elde edilen sonuçlar kullanılarak transformatör sardırılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Herhangi bir nesne veya hedefin belirli bir uzaklıktaki kızılötesi imzasının atmosferik etkiler hesaba katılarak analizi
Bu çalışmada; bir nesne veya hedefin sahip olduğu sıcaklığa bağlı olarak herhangi bir mesafedeki kızılötesi görüntüsünün ve imzasının atmosferik etkilere göre analizi yapılmıştır.Günümüzde savunma sanayisinde atmosferik modelleme ve kızılötesi imza hesaplanması ile ilgili uygulamalarda karşılaşılan en büyük sorun, gizlilik nedeniyle yapılan çalışmaların tümüne erişilememesidir. Atmosferik modelleme yapan ve kızılötesi imza hesaplayan bazı yazılımlar mevcut olmasına rağmen bu yazılımların kaynak kodlarına ulaşılamamaktadır. Birçok ülke ve kuruluş bu tür yazılımlara kısıtlı erişim imkanı sağlamaktadır.Atmosferik parametreler kullanılarak kızılötesi görüntü çekiminin yapıldığı zaman için ortamın atmosferik iletim katsayısı hesaplanmıştır. Referans nokta için hedefe ait kızılötesi imza değeri hesaplanmıştır. Atmosferik iletim katsayısı hesaba katılarak referans kızılötesi imza değerinin herhangi bir mesafe ve açıdaki kızılötesi imza değeri bulunmuştur. Aynı mesafedeki termal görüntüden kızılötesi imza değeri hesaplanarak, modelde elde edilen değer ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar geliştirilen modelin doğruluğunun yüksek olduğunu göstermektedir (>%85).Ek olarak hedefin termal görüntüsü üzerinden hedef büyüklüğünü hesaplamaya imkan veren bir model geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar geliştirilen modelin yüksek doğruluğa sahip olduğunu göstermektedir.Türk savunma sanayisinde bu konularda dışa bağımlılık yüksek orandadır. Bu doktora çalışmasının özellikle kızılötesi imzanın hesaplanması noktasında önemli bir temel sağlayacağı düşünülmektedir. İlerleyen zamanlarda bu çalışmanın geliştirilmesi, gerekli altyapı ve iş gücünün temini ile dışa bağımlılığın azaltılması ve milli çalışmalarla kızılötesi imzanın hesaplanması hedeflenmiştir.
Elektromanyetik uyumluluk araştırması ve kablolar üzerinde testleri
Bu çalışmada öncelikle elektromanyetik uyumluluk ve temel kavramları açıklanmıştır. Elektromanyetik soğurma ve girişimden korunma yöntemleri belirtilmiştir. Elektromanyetik uyumluluk test ve ölçüm metodları için düzenlenen ortamlar hakkında bilgi verilerek ülkemizde bu testlerin gerçekleştirilmesi için kurulan mevcut altyapı incelenmiştir. Uluslar arası ve ulusal bazda elektromanyetik uyumluluk için hazırlanan standartlar araştırılmış ve standartlar arasındaki ilişkiler belirlenmiştir. Bu standartlara göre uygulanan elektromanyetik uyumluluk test ve ölçümlerin uluslar arası alanda yeterliliğinin gösterilebilmesi için gerçekleştirilen akreditasyon çalışmaları hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. EN ISO 50289-1-6 standardına göre kablolarda elektromanyetik uyumluluk testleri incelenmiş, laboratuar ortamında gerçekleştirilmiş ve alınan deneysel sonuçlar matematiksel hesaplama ve simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılarak ayrıntılı olarak incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik Uyumluluk, EMU
Gelişmiş şifreleme standardı
Bu tez çalışmasında genel olarak kriptolojiye bakış, geçmişten günümüze kadar kullanılmış kripto sistemleri, haberleşmeyi engelleyecek veya bilgileri elde etmeye çalışacak elektronik saldırılar, bilgi taşımadaki güvenlik prensipleri, açık anahtarlı, kapalı anahtarlı ve hibrit sistemler hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Daha sonra ulusal standartlar ve teknoloji enstitüsü tarafından oluşturulan ve bilgi güvenliğinin önemli olduğu birçok yerlerde kullanılan Gelişmiş Şifreleme Standardındaki matematiksel işlemler ve aşamalar hakkında örnekle beraber bilgi verilmiştir. Uygulama olarak MATLAB ile Gelişmiş Şifreleme Standardı kullanılarak simulasyon geliştirilmiş ve bir adet örneğe uygulanmıştır.
İnce şeritlerde elektromanyetik yayılım
Bu çalışmada ince şeritlerde elektromanyetik yayılım genel olarak analiz edilmiştir. İntegral eşitliği yaklaşımı kullanılarak ince şeritlerdeki elektromanyetik yayılım formülize edilmiştir. TM ve TE polarizasyonlarında geniş ve dar şeritlerdeki akım yoğunluğunun analitik çözümü verilmiştir. Sonrasında akım yoğunluğu şeridin radar kesit alanının bulunmasında kullanılmıştır.Moment Metodunun genel kullanımı anlatılmıştır. Düz şerit için nümerik çözüm Moment Metodu kullanılarak sağlanmıştır. TE ve TM polarizasyonunda şeridin akım yoğunluğunu elde etmek için açılım fonksiyonu ve ağırlık fonksiyonu olarak darbe fonksiyonu kullanılmıştır. Matlab programı kullanılarak şeridin akım yoğunluğu ve radar kesit alanı grafikleri çizdirilmiştir. Fiziksel optik sonuçlar ve nümerik sonuçlar karşılaştırılmıştır.
SF6 yalıtkanlı sistemlerde ark analizi
Yüksek gerilim enerji iletim ve dağıtım sistemlerinde devrenin açılıp kapanmasında SF6 gazlı devre kesiciler kullanılmaktadır. SF6 gazlı devre kesicilerde ark olgusu temel prosestir. Bu çalışmada SF6 gazlı devre kesici nozzle'ındaki ark davranışının incelenmesi için, basitleştirilmiş bir ark modeli geliştirilmiştir. Bu çalışmada ark modeli için Mayr denklemi geliştirilmiştir. Bu model devre kesicilerin kesme kabiliyetlerini belirlemek için kullanılmış ve Matlab Simulink yardımıyla simülasyonları yapılmıştır. Bu çalışmada Mayr model parametre değerlerine göre gerilim ve akım değişimleri elde edilmiş ve elde edilen sonuçlar literatürde geçerli olan veriler ile karşılaştırılmıştır.
Monokristal, polikristal ve amorf-silisyum güneş panellerinin verimliliğinin incelenmesi ve aydınlatma sistemi uygulaması
Yenilenebilir enerji kaynakları arayışları yaşadığımız son yüzyıl içerisinde giderek artan bir şekilde sürmektedir. 1970 yıllarındaki enerji krizinin ardından OPEC baskısından kurtulmak isteyen ve çevresel faktörleri göz önünde bulunduran bilim adamları ve ülkelerin yenilenemeyen enerji kaynaklarına olan bağımlılıktan kurtulma yönünde çalışmaları sürat kazanmıştır.Sınırsız ve güçlü bir enerji olan güneş enerjisi de bu çalışmalar arasında yerini almıştır. Henüz verimlilik yönündeki çalışmalar sürekli ve kesintisiz kullanımına izin vermese de oldukça büyük bir potansiyele sahip olan güneş enerjisi, şu an birçok ülkede aktif olarak diğer yenilenebilir enerji sistemleri ile kullanılmaktadır.Bu tez çalışmasında, özellikle şebeke sorunu yaşayan bölgelerdeki aydınlatma sorununu çözümleyebilmek için üç farklı tip olan monokristal, polikristal ve amorf-silisyum güneş panellerinin Ocak ve Temmuz aylarında Ankara'da verimlilikleri incelenmiş ve aydınlatma sistemlerinde kullanımlarına yönelik birer uygulama yapılmıştır.Şebekeden bağımsız olarak çalışan aydınlatma sistemleri için üç farklı tip panel ile tasarım gerçekleştirilmiştir. Verimlilikleri deneysel olarak incelendikten sonra verim artışı için önerilerde bulunulmuştur.
200 amper, yüksek frekans anahtarlamalı, DA ve AA/DA kaynak makinalarının geliştirilmesi
Evirici tür kaynak makineleri, hızlı tepkileri, düşük hacim ve ağırlıkları ve yüksek verimleri nedeni ile kullanıcılar tarafından tercih edilmekte olup, kullanımları her geçen gün artmaktadır. Bu makinelerde, doğrultulmuş şebeke gerilimi yüksek frekansta anahtarlanarak bir yüksek frekans transformatörünün sekonderine aktarılır. Sekonder gerilimi, tekrar doğrultularak ark elektrodu ile kaynatılacak malzeme arasına uygulanır. Kaynak işleminin yapılacağı akım değeri, primer devresindeki yarıiletken anahtarların kapı işaretleri değiştirilerek ayarlanır.Bu tezde, 5.6 kW gücünde evirici tür bir kaynak makinesi için yürütülen benzetim çalışmaları, güç ve denetim devresi tasarımı çalışmaların ve gerçekleştirilen sistemden elde edilen deneysel sonuçlar sunulmaktadır. Tez çalışması, Nuriş Elektrik ve Kaynak Makineleri A.Ş. ile yürütülen ve Sanayi Bakanlığı'nın San-Tez programı çerçevesinde desteklenen bir proje kapsamında gerçekleştirilmiştir.Sistem öncelikle DA kaynak makinesi olarak tasarlanıp benzetimi yapılmıştır. Yarı köprü dönüştürücü eklenerek AA kaynak makinesi olarak da benzetimi tamamlanmıştır.Gerçekleştirilen devrede ikili ileri da-da dönüştürücü yapısı kullanılmıştır. Öncelikle bu yapı için küçük işaret modeli geliştirilmiş ve sistemin kararlılık analizi yapılarak uygun bir denetleyici tasarlanmıştır. Daha sonra bu denetleyici yapısı ile sistemin Pspice ve Matlab benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak da, proje ortağı firma tarafından kurulan deneysel sistem üzerinde testler yapılmıştır. Deneysel ve benzetim sonuçlarının uyum içerisinde olduğu görülmüştür.
Faz dizili dairesel mikroşerit antenlerin genetik algoritma ile optimizasyonu
Günümüzde sinyal kaynaklarının çoğalmasıyla birlikte atmosferdeki elektromanyetik kirliliğin artması, arzulanan kalitede sinyal elde edilmesini zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, haberleşme sistemlerinde anten dizilerinin önemi giderek artmaktadır. Çünkü anten dizileri, tekli antenlerin aksine, istenilen ışıma örüntüsünün gerekli parametreleri değiştirilerek elde edilebilmesini sağlamakta ve endüstriyel uygulamalarda tercih edilmektedir. Anten dizilerinin hedeflenen bir doğrultudan gelen işaretleri maksimum kazançla alma ve istenmeyen doğrultulardan gelen girişim kaynaklarını engelleme özellikleri, anten dizilerini haberleşmede önemli bir çalışma alanı kılmaktadır.Bu çalışmada, dairesel mikroşerit antenler kullanılarak oluşturulan anten dizileri ele alınmış, bu anten dizilerinin istenilen ışıma örüntüsüne sahip olması için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Genetik biliminden esinlenerek ortaya atılan ve analitik çözümü olmayan karmaşık problemlerde başarılı sonuçlar veren genetik algoritma yöntemi optimizasyon metodu olarak kullanılarak; genetik algoritma yönteminin, antenin ana hüzmesinin istenilen doğrultuya yönlendirilmesi için gereken parametre değerlerini elde etmek için uygun bir yöntem olduğu gösterilmiştir.
Frekans düzleminde sonlu farklar yöntemi ile dielektrik bir nesne üzerinden saçılma probleminin nümerik çözümü
Elektromanyetik problemlerin karmaşıklaşması sonucu, analitik yöntemlerin kullanımı zorlaşmıştır. Bu durum nümerik yöntemlerin, problemlerin çözümünde daha çok tercih edilmesine yol açmış ve birçok nümerik yöntemin geliştirilmesine sebep olmuştur. Bu tezde FDFD (Finite Difference Frequency Domain - Frekans Düzleminde Sonlu Farklar) yöntemi iki boyutlu dielektrik bir nesneden oluşan saçılmaya ilişkin bir problemin çözümünde kullanılmıştır. Ortamın ve dalgaların FDFD yöntemi ile modellemesi yapılmış, modellenen yapıya göre çözüm elde edilmiştir. FDFD yöntemi ile oluşturulan yöntemin esnekliğini ispatlamak amacıyla farklı şekil ve özelliklerde nesneler için çözümler elde edilmiştir. Ayrıca, FDFD yöntemi ile elde edilen sonuçlar farklı kaynaklardaki sonuçlarla karşılaştırılarak, farklılıklar ve benzerlikler değerlendirilmiştir.
Ağ üzerinden ses iletimi esnasında haricen oluşabilecek istem dışı trafiğin denetimi
Telekomünikasyon alanındaki hızlı gelişim ile, geleneksel ses iletişimin yerini dinamik, etkileşimli, katma değeri olan servislere bırakmaktadır. GSM haberleşmesinin altyapısında bile radikal değişikliklerin olduğu görülmektedir. Gerek ISDN, PSTN gerekse GSM alt yapısında kullanılan sinyalleşme sistemi yerini IP altyapısına bırakacağı görülmektedir. IP altyapısını kullanmakta olan VoIP iletişimide bu gelişime paralel olarak hızlı bir şekilde gelişmektedir. Gelişim sürecinde olan VoIP iletişimi avantajlarının yanında birçok güvenlik sorununu da getirmektedir. Bunun yanı sıra VoIP iletişiminin IP altyapısını kullanmasının da getirdiği güvenlik sorunları olduğu görülmektedir. Bu güvenlik sorunları kullanıcıları ve ağ trafiğini tehdit etmektedir. Sunulan çalışmada VoIP iletişiminin güvenli bir şekilde yapılabilmesi ve ağ üzerinde oluşabilecek istem dışı trafiğin önlenmesi üzerine odaklanılmıştır.Sunulan çalışmada internet üzerinden ses iletiminde minimum bant genişliği ile, kaliteli bir ses sinyalinin güvenli ve hızlı bir şekilde alıcıya aktarılması ile ilgili incelenen konuların uygulamaları yapılmıştır.
Elektromanyetik dalgaların mitotik kromozomlar, bakteri gelişimi, enzim aktivitesi ve dna üzerine etkileri
Bu tez çalışmasında, mobil telefonların yaydığı elektromanyetik dalgaların biyolojik etkilerini tespit etmek için dört farklı deney yapılmıştır. İlk olarak 48 saat süresince elektromanyetik dalgalara maruz bırakılan bitki kök hücresi, mikroskop altında incelenmiş mitotik hücre bölünmesindeki ve mitotik kromozomlardaki anormallikler tespit edilmiştir. İkinci olarak elektromanyetik dalgaların farklı bakteri türlerine etkilerini tespit edebilmek için E. coli ve B. subtilis bakterileri 10 saat süresince elektromanyetik dalgaya maruz bırakılmış ve bakterilerin üremeleri incelenmiştir. Üçüncü olarak elektromanyetik dalgaların enzim aktivitesine olan etkilerini tespit edebilmek için E. coli PKK223-3 kullanılmıştır. Bu bakteriler 10 saat süresince elektromanyetik dalgaya maruz bırakılmıştır. Daha sonra bakterilerin ürettiği LDH enziminin, enzim aktivitesi ölçülmüş ve SDS-PAGE görüntüsü alınarak incelenmiştir. Son olarak elektromanyetik dalgaların DNA üzerine etkilerini tespit edebilmek için E. coli pUC 18'e kullanılmıştır. Bu bakterilere, 10 saat süresince elektromanyetik dalga uygulanmış ve bakterilerin plazmid DNA`sının agaroz jel elektroforez görüntüleri incelenmiştir. Yapılan bu çalışmaların sonucunda mobil telefonların yaydığı elektromanyetik dalgaların mitotik hücre bölünme safhalarında farklı etkilerde bulunduğu, bakterilerin gelişimlerini azalttığı, enzim aktivitesini ve DNA'yı ise etkilemediği tespit edilmiştir.