Electrical and Electronics Engineering

Fırçasız da jeneratörü kullanan düşük güçlü bir rüzgar türbininin gerçekleştirilmesi

Enerji talebindeki artış ve hammadde sıkıntısı nedeniyle tüm dünyada, mevcut potansiyelleri en iyi ve verimli şekilde kullanmak büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle şimdiye kadar, çevre dostu olan ve havadan elektrik enerjisi üreten rüzgar türbinlerinin farklı konfigürasyonları üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, bu konfigürasyonlardan nüvesiz statorlu eksenel akılı sürekli mıknatıslı bir rüzgar türbininin prototipi gerçekleştirilmiştir. Kırsal kesimlerde kullanılmak üzere oluşturulan basit yapılı, düşük güçlü bu jeneratörün aynı ölçü ve özelliklerinde 3 boyutlu modeli, Sonlu Elemanlar Yöntemini kullanan bir paket programda oluşturulmuştur. Sonlu Elemanlar yöntemi ve deneysel çalışmaların sonuçları, farklı hız değerlerinde, yüklü ve yüksüz durumlarda incelenmiş ve oluşturulan modelin gerçeğe çok yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.

Tek anten kullanan kablosuz ve pasif çoklu sensör platformu

Near field resonant inductive coupling (NRIC) is one of the oldest and predominant wireless communication methods with an implanted medical device (IMD). In this approach, an inductor coupled with a sensor makes an LC resonator. Any change in the sensor's output is reflected as a change in its capacitance, which in turn leads to a shift in this LC resonator's resonance frequency. Shift in this resonance frequency can be tracked wirelessly by measuring the output impedance/reflection coefficient of an external reader antenna in the near field of the implanted device. In most current devices, data from multiple sensors is required simultaneously. In this work, we propose a simple configuration to simultaneously sense various parameters from one antenna. By tapping the inductor at different locations, we get two sub-inductors. We connect two capacitive sensors with the sub-inductors to get two LC loops. The scope of this thesis is the design of such an antenna through simulations, its fabrication, and characterization with two sensors simultaneously to demonstrate its feasibility in potential IMD applications.

Yapay sinir ağı tabanlı akıllı yöntemlerle karmaşık sistemlerin modellenmesi

ÖZETDOKTORA TEZİYAPAY SİNİR AĞI TABANLI AKILLI YÖNTEMLERLE KARMAŞIK SİSTEMLERİNMODELLENMESİDavut HANBAYFırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı2007, Sayfa: 100Karmaşık sistemlerin modellenmesi, bilim adamları tarafından uzun yıllardır çalışılmaktadır.Bu çalışmaların çoğunda matematiksel bağıntılar kullanılmıştır. Sistem parametre sayısı arttığındayada çevresel şartlar göz önünde bulundurulduğunda, sistemlerin modellenmesi zorlaşmakta hattaimkânsızlaşmaktadır. Akıllı yöntemlerin çeşitli bilim alanları için önerdikleri çözümler ve gelişimler,sistem modellemecilerin de ilgisini çekmiştir.Akıllı modelleme çalışmaları, doğrusal olmayan sistemlerin modellemesinde büyükkolaylıklar getirmiştir. Fakat sistem giriş ve çıkış bileşenleri arasındaki karmaşıklık düzeyi artıkçaakıllı modelleme yapılarında da bazı sorunlar oluşmaktadır. Örneğin, eğitim süreleri, örnek sayılarınınartması, ezberleme, modelin gecikmiş giriş sayısının çoğalması v.b. sorunlar ortaya çıkmıştır. Bu tezçalışmasında geliştirilen akıllı modelleme yapıları ile bu sorunlara çözüm getirilmekle birlikte,karmaşık sistemlerin yapay zekâ teknikleri ile modellenmesine yeni bir yaklaşım sunulmuştur.Getirilen bu yaklaşımla, karmaşık sistemleri modelleme sürecinin temeli, karmaşık sistemin doğrusalbileşenleri elde edilerek yapay zekâ teknikleri ile modelleme üzerine dayanmaktadır.Karmaşık sistemleri modellemeye yönelik geliştirilen akıllı yapılar iki önemli bileşenesahiptirler. Bunlardan birincisi, karmaşık sistemi temsil eden doğrusal anahtar model özelliklerin eldeedilmesi, ikincisi ise yapay zeka teknikleri ile bu model özelliklerinin öğrenilmesidir. Böylece, klasikkarmaşık sistem modelleme çalışmalarından farklı olarak modelleme sürecine sistem analizi ile eldeedilen model özellik çıkarım yapısı eklenmiştir. Bu tezde ele alınan karmaşık sistemlerin modelözelliklerinin çıkarımı için entropi hesaplama teknikleri ve dalgacık dönüşümü analiz yöntemlerikullanılmıştır. Yapay zekâ teknikleri olarak ise uyarlamalı bulanık sinir ağ, yapay sinir ağları vebulanık mantık tercih edilmiştir. Ayrıca geliştirilen bir diğer karmaşık sistem modelleme tekniğindeise yapay zeka tekniğinin başarımına bağlı olarak model özelliklerinin çıkarımı uyarlamalı yapılmıştır.Böylece doğrusal model özellik çıkarma süreci ile yapay zeka süreci tümleşik hale getirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Karmaşık Sistem, Akıllı Modelleme, Doğrusallaştırma, Özellik Çıkarma, YapayZeka Teknikleri.

Asenkron motorun kayma kipli ve sinirsel bulanık gözlemleyicilerle algılayıcısız hız denetimi

ÖZETDoktora TeziASENKRON MOTORUN KAYMA KİPLİ VE SİNİRSEL BULANIKGÖZLEMLEYİCİLERLE ALGILAYICISIZ HIZ DENETİMİCafer BALFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı2007, Sayfa: 120Asenkron motorların yüksek başarımlı denetimi için vektör denetim tekniğine ihtiyaçduyulur. Sürücü sistemlerin denetimi için gerekli olan motor hızını ölçmek amacıyla hızalgılayıcısı olarak çoğunlukla mil kodlayıcılar kullanılır. Motor miline bağlanan milkodlayıcılar, motorun çalışma güvenirliğini azaltır ve motora ek maliyet getirir. Ayrıcakodlayıcının motor miline bağlantısının mümkün olmadığı durumlar olabilir. Bu nedenle,asenkron motorların algılayıcısız hız denetimi önem kazanmaktadır. Asenkron motorunalgılayıcısız hız denetiminde kullanılan yöntemlerin çoğunda, motorun akıları veya akımları,motorun dinamik denklemleri yardımı ile gözlemlenerek motor hızı elde edilir.Modellenemeyen motor dinamikleri ve gerçek motor parametrelerinin çalışma koşullarına bağlıolarak değişmesi nedeniyle motorun dinamik denklemlerine bağlı olarak geliştirilengözlemleyicilerle kararlı ve dayanıklı bir hız tahmini yapılamamaktadır.Bu tez çalışmasında, akım gözlemleyici olarak kullanılan sinirsel bulanık ağlarlaasenkron motorun algılayıcısız hız denetimi gerçekleştirilmiştir. Önerilen sinirsel bulanık akımgözlemleyici, akı ve hız tahmini yapmak yerine doğrudan denetleyici olarak kullanıldığındanmevcut gözlemleyicilerden farklı bir yaklaşım getirmiştir. Algılayıcısız denetim sistemindekiakım denetimi için kayma kipli bir denetleyici tasarlanmıştır. Böylece, motor parametrelerindenbağımsız bir algılayıcısız denetim yöntemi elde edilmiştir. Sinirsel bulanık akım gözlemleyici,deneysel verilerle gerçek zamanlı eğitilmiştir. Eğitilmiş ağ yapısı kullanılarak farklı çalışmaXkoşullarında denetim sisteminin başarımı test edilmiştir. Sinirsel bulanık ağın eğitimi vedenetim algoritması MATLAB/Simulink ortamında programlanmış ve DSPACE-DS1104sayısal işaret işlemcisi ile gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, değişkenlere gerçek zamanlıerişimi sağlayabilen Control Desk Developer yazılımı kullanılarak oluşturulan bir arayüzdenelde edilmiştir. Sinirsel bulanık akım gözlemleyici ile motorun dinamik modeline göretasarlanan akım gözlemleyicinin başarısı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Farklı hız ve yükkoşullarında elde edilen benzetim ve deneysel sonuçlarla, önerilen algılayıcısız denetimyönteminin başarımı gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Asenkron motor, sinirsel bulanık ağlar, algılayıcısız denetim.XI

Flexible optoelectronic biointerfaces using quantum dots and pseudocapacitive materials for photoelectric stimulation of neurons

Bioelectronic medicine offers significant benefits against a wide variety of neurological disorders such as Parkinson's disease, depression, retinal degeneration, and hearing loss. Today neurostimulation constitutes a market size on the order of several billion dollars and it is one of the gold-standards practiced in neuroscience field for unraveling the working principles of brain. Fundamentally, it utilizes electrical stimulation to control and modulate the neural signals at single cell and network level. The conventional electrical stimulation devices use wires to induce potential differences for producing ionic currents at the abiotic-biotic interface. However, wired electrodes increase the surgical invasiveness and complexity, and adds to the surgery time of implants. Moreover, wires can be dislocated and fractured due to unintentional tissue movements, which can lead to unwanted side effects. Alternatively, optoelectronic biointerfaces convert light to photovoltages and provide localized and nongenetic neural stimulation without requiring wired systems. However, little attention has been paid to the applicability of non-silicon optoelectronics in neural stimulation. Colloidal quantum dots (QDs) exhibit promising optoelectronic properties for neural stimulation such as high absorption coefficient, which allows fabrication of flexible and light-weight devices; tunable absorption profile, which facilitates extension of frequency spectrum from visible to near-infrared (NIR) region; and excellent optical stability, which minimizes the photobleaching and photodegradation effects during long-term use. Despite the ubiquitous use of QDs in different optoelectronic applications (e.g., light-emitting devices, solar cells, and photodetectors), their use in neural stimulation has been limited. This thesis investigates the use of QDs for developing novel photovoltaic neurostimulators that can be built on flexible substrates with ultra-thin layers; have high photoresponsivity with improved charge injection; and offer a wide operation window that covers visible and near-infrared (NIR) spectrum. So far, most neural stimulation studies by optoelectronic biointerfaces focused on activation of neurons by inducing action potentials. However, neural silencing is also beneficial for examination of neural mechanisms. For that, we demonstrate that indium phosphide (InP)-based QDs can be integrated into two different photovoltaic device architectures to build neural stimulating and silencing photoelectrodes. We nanoengineer InP/ZnS core/shell nanostructure and device structure to maximize the Faradaic photocurrent to control neural activity. Instead of Faradaic charge injection, which raises concerns due to the possibility of irreversible chemical reactions at the electrode-electrolyte interface, capacitive charge injection is a safer mechanism because of the charging/discharging of the double layer capacitance, which does not involve direct charge transfer between the electrode and electrolyte. For that, we introduced a QD-polymer donor-acceptor nanoheterojunction to generate capacitive photocurrent and control the faradaic and capacitive components of the photoresponse that leads to capacitive-dominant charge injection by optimizing the nanoheterojunction parameters. One of the main drawbacks of capacitive photostimulation electrodes has been the limited photogenerated charge densities due to the fast photocurrent spikes by the double-layer. We show that this problem can be overcome by integrating supercapacitor ruthenium oxide (RuO2) into a photocapacitive device architecture. RuO2 integration leads to over-an-order-of-magnitude improved charge injection density owing to the high interfacial capacitance of RuO2 resulting from reversible redox reactions. This enables safe photostimulation of hippocampal neurons with light intensities below 1 mW mm-2 via visible light. Furthermore, shifting the photoresponse spectrum to NIR wavelengths is advantageous to enhance the light penetration depth into the tissues. For that we demonstrate NIR-sensitive QD-based neurostimulators in a flexible and ultrathin device structure that operates within the ocular safety limits. The findings reported in this thesis are important in terms of improving efficiency, safety, and applicability of QD-based optoelectronic neural interfaces in different neurostimulation scenarios. Demonstrated high photoresponsivity levels, safe charge injection mechanisms, and NIR-operation are especially valuable for building safe and efficient optoelectronic neuroprostheses. Thus, this thesis paves the way toward a QD-based photovoltaic retinal implant against blindness due to degeneration of photoreceptors.

Deep photonic networks with arbitrary and broadband functionality

The increasing application space in optical communications, computing, and sensing drives the demand for high-performance integrated photonic components. Designing on-chip systems with complex and application-specific functionality goes beyond the limits of physical intuition alone. Consequently, machine learning-based design methods have gained popularity in recent times. However, the computational requirements for accurate device simulations are expensive, posing a critical challenge. As a result, these methods often have limitations in terms of scalability and the degrees of freedom they offer for optical design in application-specific and arbitrary photonic integrated circuits. To address these challenges, in this thesis, a highly scalable physics-informed framework for designing on-chip optical systems with arbitrary functionality is proposed. The framework is based on a deep photonic network comprising custom-designed Mach-Zehnder interferometers. By utilizing this framework, ultra-broadband power splitters and a spectral duplexer are successfully designed within a remarkably short span of fewer than two minutes. Furthermore, state-of-the-art experimental performance for all devices is demonstrated, achieving insertion loss of less than 0.66 dB and a 1-dB bandwidth exceeding 120 nm. The presented framework serves as an essential tool, offering a feasible approach towards systematically designing large-scale photonic systems. It enables the customization of power, phase, and dispersion profiles, thus catering to the diverse requirements of multi-band optical applications. Such applications include high-throughput communications, quantum information processing, and medical/biological sensing.

Biyolojik olarak makul kredi tahsisi için normatif bir ilke olarak determinant maksimizasyon kriteri

We demonstrate that the determinant maximization (Det-Max) criterion arises as a normative principle to construct biologically-plausible learning algorithms for both unsupervised and supervised methods. The importance of determinant maximization lies in its central role within structured matrix factorization frameworks, enabling the extraction of hidden information from input data. We apply this criterion to formulate principled optimization problems that address specific issues in an online setting, leading to the development of neural networks with local learning updates. Our primary objectives involve solving two central problems in signal processing and machine learning: blind source separation and supervised learning. For blind source separation, we propose two normative biologically-plausible methods that incorporate the determinant maximization criterion and assume the source vectors are sufficiently scattered in their domains. The first method employs a cascade of two weighted similarity matching constraints. Each constraint aims to equalize the generalized inner products among output vectors and their corresponding input vectors. We prove that a batched optimization problem based on weighted similarity matching achieves the same global optimum as the determinant maximization optimization, resulting in perfect separation. The corresponding online optimization can be realized by a two-layered neural network with piece-wise linear activations and local Hebbian learning. The second method we propose involves maximizing correlative mutual information from input vectors to output vectors. This approach relies solely on second-order statistics of the inputs and outputs, eliminating the need for computationally expensive higher-order statistics or joint probability density function estimates. This novel framework serves as a unified approach for developing biologically-plausible neural networks for various unsupervised data decomposition methods, aiming to obtain structured latent representations. Furthermore, we demonstrate that augmenting the correlative information maximization objective with mean squared error for fitting to labeled data provides an alternative normative approach to explain signal propagation in supervised biological neural networks. The coordinate descent optimization of this novel objective establishes a neural network structure that mimics biologically realistic networks of multi-compartment pyramidal neurons with dendritic processing and lateral inhibitory neurons. Importantly, our approach naturally resolves the weight transport problem associated with the backpropagation algorithm, which has been a significant critique of training conventional neural networks from a biologically-plausible perspective. We achieve this by leveraging two alternative forms of correlative information measures. In brief, this thesis proposes several normative methods for establishing biologically-plausible neural networks for various tasks. We provide diverse numerical experiments to showcase the effectiveness of each proposed method in comparison to recent approaches.

Practical implementation and real-world validation of reconfigurable intelligent surfaces

Reconfigurable intelligent surface (RIS)-empowered communications represent exciting prospects as one of the promising technologies capable of meeting the requirements of the sixth generation networks, such as low latency, reliability, and dense connectivity. The literature still lacks real-world experimental applications implementing scenarios that suggest applicability. However, validation of test cases and real-world experiments of RISs are imperative to their practical viability. To this end, this thesis presents the implementation and experimentation of the RIS in order to reveal the RIS's potential for future-generation networks in the possible use cases of RIS-assisted wireless communication networks, such as coverage enhancement, physical layer security, spectrum sensing, and wireless data link management. In Chapter 3, a physical demonstration of an RIS-assisted communication system is provided in an indoor environment in order to enhance coverage by increasing the received signal power. The performance of the RIS-assisted system is initially analyzed for a set of different locations of the receiver and observed around 10 dB improvement in the received signal power by careful RIS phase adjustments. Then, an efficient codebook design for RIS configurations is employed to adjust the RIS states on the move without feedback channels. The impact of an efficient grouping of RIS elements is investigated with the objective of reducing the training time needed to find the optimal RIS configuration. In the extensive experimental measurements, training time is reduced with the proposed grouping scheme from one-half to one-eighth by sacrificing only a few dBs in received signal power. In Chapter 4, the performance of the RIS is characterized according to the practical measurements to implement physical layer security (PLS), on which the transmitter (Alice), the intended user (Bob), and the eavesdropper (Eve) are located in an indoor environment. The measurement-based validation of the RIS deployment where the RIS is situated to maximize the secrecy capacity of the wireless communication system is still an insufficient stage although the theoretical framework of the PLS boosted by the RIS has been revealed in the literature. As of this point, it remains a challenge and an open question how the RIS can provide secure wireless communication in a practical measurement scenario by adjusting the RIS's phase shifts in such a way that the difference between the received signal power of Bob and Eve is increased to maximize the level of secrecy. The measurement campaign of the proposed system model of the RIS-aided PLS scheme demonstrates that the secrecy capacity can be significantly improved by introducing the RIS into the system with the assumption of the availability of Eve's power measurements. In Chapter 5, an experimental demonstration of an RIS-empowered spectrum sensing system is presented, in which the object detection approach by deep-learning (DL) methods is utilized to detect the signal's type and location in the frequency and time domain. The state-of-art DL-based detectors of Detectron2 and YOLOv7 are trained with the spectrograms of the synthesized signal dataset of 4G LTE and 5G NR, in which the signals are treated as objects on an image. Introducing the RIS into the proposed measurement setup significantly improves the performance of the detectors due to the direct correlation between the received signal power and the performance of the spectrum sensing process. In Chapter 6, the performance of a millimeter wave (mmWave) RIS prototype is validated with a vector network analyzer in an anechoic chamber as well as the evaluation of the considered RIS is performed with the fifth-generation (5G) waveform operating at the mmWave frequency band in a data center. In fact, link management in a data center is one of the possible playgrounds of RIS employment since rack cabinets cause severe blockage for the wireless communication system in the room. The measurements in the data center demonstrate that deploying the mmWave RIS into the data center provides improvements in received signal power.

Communications for the planet mars: Past, present, and future

Space exploration has been on the rise since the 1960s. Along with the other planets such as Mercury, Venus, Saturn, and Jupiter, Mars certainly plays a significant role in the history of space exploration and has the potential to be the first extraterrestrial planet to host human life. In this context, tremendous effort has been put into developing new technologies to photograph, measure, and analyze the red planet. As the amount of data collected from science instruments around and on Mars increased, the need for fast and reliable communication between Earth and space probes has emerged. However, communicating over deep space has always been a big challenge due to the propagation characteristics of radio waves. Nowadays, the collaboration of private companies like SpaceX with space agencies to make Mars colonization a reality, introduces even more challenges, such as providing high data rate, low latency, energy-efficient, reliable, and mobility-resistant communication infrastructures in the Martian environment. Propagation medium and wireless channel characteristics of Mars should be extensively studied to achieve these goals. This thesis presents a comprehensive overview of the Mars missions and channel modeling studies of the near-Earth, interstellar, and near-planet links. Studies featuring three-dimensional (3D) channel modeling simulations on the Martian surface are also reviewed. We have also presented our own computer simulations considering various scenarios based on realistic 3D Martian terrains using the Wireless Insite software. Path loss exponent, power delay profile, and root-mean-square delay spread for these scenarios are calculated and tabularized in this study. Furthermore, future insights on emerging communication technologies for Mars are given. Additionally, the thesis explores the potential of reconfigurable intelligent surfaces (RIS) to enhance communication coverage in the Martian environment, considering diverse scenarios like canyons, craters, mountains, and plateaus. It also investigates the application of RIS-assisted localization proposing a framework for user position estimation in challenging Martian terrains. The findings contribute to the advancement of communication technologies for Mars missions and lay the groundwork for future improvements in interplanetary communication networks.

Filtreli dinamik kompanzasyon

Bu tezin amacı hızlı değişen yüklerde, reaktif güç ihtiyacını karşılayabilmek için kullanılan dinamik kompanzasyonu incelemek, faydalarını iki ayrı örnek sistem üzerinde açıklamak ve sonuçları bilgisayar ortamında kurulan model ile karşılaştırmaktır. Ayrıca bu tez ile harmoniklerin elektrik tesisleri üzerindeki zararlı etkileri irdelenecek ve bu etkilerin filtre yöntemiyle azaltılması açıklanacaktır. Enerji Piyasası Düzenleme Kurulunun yayımlamış olduğu 20.06.2007 tarih, 26558 sayılı Elektrik Piyasası Müşteri Hizmetleri Yönetmeliğinde Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmeliğin 1. Maddesi uyarınca, kurulu gücü 50 kVA ve üzerinde olan tesisler, çektikleri aktif enerji miktarının %20' sini aşan şekilde endüktif reaktif enerji tüketmeleri veya aktif enerji miktarının %15' ini aşan şekilde, sisteme kapasitif reaktif enerji vermeleri halinde, reaktif enerji bedeli ödemekle yükümlü tutulmuşlardır. İhtiyaç duyulan reaktif enerjinin izin verilen sınırlar içerisinde şebekeden sağlanması için kullanılan kompanzasyon sistemlerinde, çoğunlukla elektromekanik anahtarlama elemanları kullanılmaktadır. Statik kompanzasyon sistemleri olarak adlandırılan bu sistemler, anahtarlama elemanlarının, gerek tepki sürelerinin yavaş olması, gerekse anahtarlama sayılarının sınırlı olması nedeniyle, hızlı değişen yükler için yetersiz kalmaktadırlar. Bu sorunun çözümü için geliştirilen filtreli dinamik kompanzasyon sistemleri ile reaktif güç ihtiyacı gerçek zamanlı olarak belirlenerek, öngörülen sınırlar içerisinde, çok daha hızlı olarak karşılanmakta ve harmoniklerin sistem üzerindeki zararlı etkileri azaltılmaktadır.

Zincir izolatörlerde elektrik alan dağılımının incelenmesi

II ÖZET Doktora Tezi ZİNCİR İZOLATÖRLERDE ELEKTRİK ALAN DAĞILIMININ İNCELENMESİ Mehmet CEBECİ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1991, Sayfa: 123 Bu tezde, Sonlu Elemanlar Yöntemi yardımıyla yüksek gerilim hatlarında kullanılan zincir izolatörlerin elektrik alan dağılım! an hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştın İmi ştır. Bu amaçla önce, çalışmanın literatürdeki ve uygulamadaki yeri araştın İmi ştır. Aynca Sonlu Elemanlar Vönteminin özellikleri, elektrik alan problemlerinin çözümünde sağladığı üstünlükler ve çözüm bölgesini otomatik olarak bölmelemenin gerekliliği incelenmiştir. Açık sınırlı alan özelliği gösteren izolatör problemlerinde, sınır şartlannın uygulanması esnasında ortaya çıkan sorunlar belirlenmiştir. Daha sonra, çevre şartlanndan dolayı izolatör yüzeyinde oluşan kir tabakası iletkenliğini içeren kompleks dielektrik sabiti tanımlanmış veIll hesaplara nasıl katılacağı gösterilmiştir. İzolatörlerin, statik ve dinamik elektrik alan dağılımlarının hesabı için kapasitif ve rezistif-kapasitif eşdeğer devre modelleri elde edilerek Sonlu Elemanlar Yöntemi, bu modellere uygulanmıştır. Çözüm bölgesine ilişkin verilerin otomatik olarak üretimi için yapılan çalışmalar sonucunda, izolatörler gibi eğrisel kenarlı teçhizatın kenarlarına iyi bir şekilde uyum sağlayan bir bölmeleme tekniği ve buna ilişkin otomatik veri üretim programı geliştirilmiştir. Program, sistem denklemlerinin küçük bir band genişliğine sahip olmasını sağlayacak şekilde üretilen verileri düzenlemektedir. Ayrıca bu program yardımıyla zincir izolatör, çubuk izolatör, parafudr gibi üst üste gelen elemanları veya bölümleri, aynı şekil ve yapıya sahip olan malzemelere ilişkin çözümlerde, malzemenin elemanlarından biri veya bir bölümü için hazırlanan küçük bir başlangıç bilgisinden, çözüm bölgesine ilişkin tüm veriler üretilebilmektedir. Zincir izolatörde, elemanları birleştiren metal bölge sınırlarında düğüm potansiyellerinin eşit olması şartı, sistem denklemlerine dahil edilerek çözümler elde edilmiştir. İki elemandan oluşan zincir izolatör için, bu sınır şartının uygulanmasında Lagrange çarpanları kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar için iletken kağıt yönteminden yararlanılmıştır. Statik alan dağılımları elde edilen temiz zincir izolatörlerin deney ve bilgisayar sonuçlan çizdirilerek, karşılaştırmalar yapılmıştır. Dinamik alan dağılımı hesaplanan kirli izolatörlere ilişkin bilgisayar sonuçlan da aynca verilmiştir.

Optimizing learned image compression models for complexity and rate-distortion-perception performance

Lately, the rate-distortion performance of learned image compression models has surpassed that of traditional codecs by the virtue of recent advancements in learned entropy and context models. However, state-of-the-art learned models currently exhibit higher complexity and slower processing times compared to conventional image codecs. Furthermore, optimization of models for just rate-distortion performance as currently done does not result in the best perceptual image quality. This thesis addresses these issues. One of the contributions of this thesis is to explore the impact of the activation function on the performance of image compression, considering both objective and subjective evaluation criteria, as well as runtime efficiency. The widely used generalized divisive normalization (GDN) activation function is one of the reasons for its high complexity. Our findings reveal that the latent variables generated by hard shrinkage activation align more closely with a Laplacian distribution. Our method achieves comparable rate-distortion results, along with superior visual performance, at reduced computational complexity. The second contribution of this thesis lies in the exploration of practical approaches to the optimization of rate-distortion-perception (RDP) performance. To date, the use of mean squared error (MSE) in rate-distortion optimization (RDO) has remained the standard practice in the field of image and video compression. This has been beneficial for gauging codec performance by offering a quantitative measurement of results through peak-signal-to-noise ratio (PSNR). However, it's broadly accepted that PSNR does not accurately reflect the perceptual quality of images, making RDO unsuitable for codec optimization in terms of perceptual quality. Recently, the notion of RDP has been formally defined by Blau and Michaeli [1]. Yet, there's still a lack of practical methodology for setting the RDP function at a desired level in a feasible way. We propose a practical method to enable perception-distortion analysis by keeping the rate constant. This approach allows for a principled perceptual evaluation of the codec at predetermined bitrates. Additionally, we present a method for compressing a set of images at a desired RDP point by converting the problem to an integer linear programming model. Our experimental results provide essential insights into the practical analysis of RDP in learned image compression.

Novel OTFS system designs for 6G communication networks

Conventional modulation methods, though effective in many scenarios, encounter difficulties when dealing with high-speed communication in dynamic environments. The rapid movement of devices, along with the impacts of multipath propagation and Doppler spread, can introduce complexities that degrade communication quality. To address these challenges, the orthogonal time frequency space (OTFS) waveform emerges as an innovative solution, bridging the gap between the demands of next-generation communication technologies and the intricacies of high-speed data exchange. OTFS represents a groundbreaking modulation technique that reimagines the approach to communication within the time-frequency domain. Unlike traditional methods, OTFS adopts a more comprehensive approach by simultaneously considering both time and frequency domains. However, there is still a need for the design of more sophisticated OTFS-based modulation schemes to meet the rigid requirements of the 6G standard. In this thesis, three performance improvement methods for OTFS are presented. In Chapter 3, a deep learning (DL)-based technique named autoencoder (AE)-based enhanced OTFS (AEE-OTFS) to improve the error performance of OTFS is proposed. An AE structure is exploited to learn a set of high-dimensional symbols and maximize the squared minimum Euclidean distance (SMED) between them. Unlike complex doubly-dispersive channels, this AE is trained under the simpler conditions of an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. The encoder and decoder of AE are then repurposed as the mapper and demapper blocks in a real-time OTFS system. The approach also establishes a theoretical frame error rate (FER) upper bound. Simulation results demonstrate that AEE-OTFS outperforms conventional OTFS in terms of FER performance. The addition of a learned detector (LD) significantly reduces decoding complexity. These findings suggest that AEE-OTFS holds promise for certain 6G applications, particularly in high-mobility and flexible scenarios. In Chapter 4, a block-wise index modulation (IM) technique named joint delay-Doppler IM-based OTFS (JDDIM-OTFS) is designed to enhance the error performance of OTFS. In this chapter, a theoretical upper bound on the bit error rate (BER) is also established. Computer simulations reveal that JDDIM-OTFS surpasses conventional OTFS, OTFS-IM, and delay-IM OTFS (DeIM-OTFS) systems in terms of BER when combined with matched-filtered Gauss-Seidel (MFGS) detector with a maximum likelihood detector (MFGS-ML) and MFGS with a greedy detector (MFGS-GRD). The adoption of a Greedy detector within MFGS substantially reduces decoding complexity. JDDIM-OTFS exhibits remarkable error performance in scenarios characterized by high mobility and flexibility, making it an exciting choice for specific 6G use cases. Finally, in Chapter 5, for reducing the peak-to-average power ratio (PAPR) of OTFS, a method is suggested that utilizing unitary transformations such as Walsh-Hadamard transform (WHT), Zadoff-Chu transform (ZCT), and discrete cosine transform (DCT). The performance of this method is evaluated across various frame sizes and compared to clipping and discrete Fourier transform-spread (DFT-s OTFS) techniques. Additionally, the impact of this approach on BER performance is assessed against other methods. Computer simulations demonstrate that this proposed method significantly reduces PAPR while introducing a compromise of approximately 1.5 dB in error performance. The substantial PAPR reduction, coupled with the absence of the need for receiver-side information, highlights the significance of this approach.

Seri uyartımlı bir senkron motorun tasarımına yönelik bilgisayar benzetim yöntemi

Bilezikli asenkron motorların rotor sargı uçlarının bilezik ve fırçalar yardımı ile dışarıya alınması, sürücü düzenek uygulamalarında kolaylıklar getirebilmektedir. Bu uygulamalardan bir tanesi de bilezikli asenkron motorun senkronlanan asenkron motor olarak çal ıştın İması dır. Araştırmacılar, senkronlanan bilezikli asenkron motorun tasan m özellikleri ve sürekli durum davranışlarını inceleyebilmek için değişik yaklaşımlar kullanmışlardır. Bu çalışmada ise, seri uyartı mi ı olarak senkronlanan bilezikli asenkron motorun tasarımının temellerini oluşturmak üzere, sürekli ve dinamik davranışını incelemek için köprü doğrultucu ile birlikte kapsamlı bir model geliştirilmeyi amaçlamıştır. Dinamik davranış için, asenkron makinenin bilinen faz değişkenleri modeli denklemleri senkronlanan bilezikli asenkron motor ile köprüdoğrultucu kavramlarını içerecek şekilde yeniden biçimlendirilmiş ve magnetik doymalı yaklaşım bu çalışmada uygulanmıştır. Ayrıca, bilezikli asenkron makinanın endüktanslarını hesaplamak için gerekli bağıntılar verilmiştir. Dinamik davranış modelinin katı diferansiyel denklemleri, geri diferansiyel formülüne dayanan "Gear algoritması yöntemi" ile çözülmüştür. Çalışmada temel kavramlardaki yeni biçimlendirmelerin doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Ayrıca geliştirilmiş olan dinamik davranış yazılımının tanıtımı da yapılmıştır. Yaklaşımların doğruluğunun sınanmasına ilişkin deneysel çalışmalara yer verilmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve konu üzerinde daha ileri aşamadaki çalışmalara yönelik öneriler geliştirilmiştir. Tezin kapsamı, seri uyartımı bir senkron motor tasanmına yönelik bilgisayarla benzetim altyapısını oluşturmaktadır.

Parça-parça doğrusal veya dışardan kontrollu elemanlar içeren devrelerin periyodik çözümlerinin bulunması

Bu tezde, periyodik olarak uyarıldıkları zaman periyodik olarak davranış gösteren doğrusal olmayan devrelerin periyodik sürekli hal çözümlerinin bulunması için bir yöntem sunulmuştur. Sunulan yöntem, devrede yer alan doğrusal olmayan elemanların yerine, parça-parça doğrusallık yaklaşımı kullanılarak doğrusal RLC elemanları, sabit gerilim ve akım kaynakları ve periyodik olarak çalışan anahtarlardan oluşan eşdeğerlerinin göz önüne alınmasına dayanmaktadır. Yöntem uygulanırken, ilk olarak doğrusal olmayan elemanların sürekli halde parça-parça doğrusallık yaklaşımı yapılan karakteristiklerindeki hangi doğrusal bölgelere girdikleri ve bu bölgelerde yaklaşık ne kadar süreyle kaldıkları belirlenmektedir. Bunun için geçici rejim analizi yapılmaktadır. Daha sonra bu bilgilere göre sürekli hal çözümüIV yapılarak yaklaşık olarak bulunmuş olan süreler iteratif bir şekilde istenilen hassasiyete kadar düzeltilmekte ve sonuçta devrenin sürekli hal çözümü bulunmaktadır. Çözüm işlemlerinde sayısal integrasyon veya optimizasyon teknikleri yerine doğrudan kesin sonuçları veren formüllerden yararlanıldığından, sonuçlar kısa sürede alınmaktadır. Bütün bu hesapları gerçekleştirmek için PGEDAN isimli bir bilgisayar programı hazırlanmış ve yöntemin özelliklerini ortaya koyan değişik örnekler üzerinde uygulanmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Doğrusal olmayan devreler, parça-parça doğrusal devreler, periyodik olarak çalışan anahtarlar içeren devreler, sürekli hal çözümü, tam çözüm.

Backchannel prediction in human-robot interaction for engaging agents

This thesis offers a comprehensive investigation into the realm of human-robot interaction (HRI), with a particular focus on the role of non-verbal cues such as smiles, laughs, and head nods in enhancing social engagement and naturalness. Utilizing meticulously annotated multi-modal data from naturalistic dyadic conversations, the research employs advanced machine learning techniques, including Time Delay Neural Networks (TDNNs), Support Vector Machines (SVMs), Long Short-Term Memory networks (LSTMs), and Transformer models. The work rigorously explores the utility of facial information, head movement, and audio features for the continuous detection of laughter, addressing the class imbalance problem through the effective incorporation of bagging techniques. It also delves into the impact of laughter perception and response on engagement in HRI, evaluated through objective and subjective measures in experimental setups featuring robots with laughter-responsive and non-responsive modes. Furthermore, the research presents an audio-visual prediction framework for head-nod and turn-taking events, trained and evaluated on human-human conversational datasets. A comparative approach is employed, using LSTMs as a baseline and Transformer models with cross attention mechanisms as the main proposed method, demonstrating significant improvements in the prediction performance of upcoming candidate smiles and laughs as backchannels. Collectively, these findings significantly advance our understanding of dialog management systems, offering crucial insights into the mechanics of social engagement in HRI and laying a robust foundation for future research.

Stator akısı üzerinden asenkron motorun rotor akısı alan yönlendirmesi için bir yöntem

Ill ÖZET Doktora Tezi STATOR AKILARI ÜZERİNDEN ASENKRON MOTORUN ROTOR AKISI ALAN YÖNLENDİRMESİ İÇİN BİR YÖNTEM Erhan AKIN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1994, Sayfa: 178 Asenkron motor kontrolü için skalar kontrol yöntemleri düşük maliyetli olmalarına rağmen, iyi kontrol karakteristikleri vermezler ve evirgeç-motor ikilisinin performansını sınırlarlar. Ancak alan yönlendirmeli kontrol ile bu sınırlamalar ortadan kalkar. Bu yöntem ile motorun geçici durum performansı diğer kontrol yöntemlerine göre çok üstün hale gelir, örneğin çıkış momenti gecikme veya dalgalarıma olmaksızın referansını izleyecek şekilde kontrol edilebilir. Alan yönlendirme yönteminin en olumsuz yanı motor üzerinde hız veya akı ölçücü duyargalar gerektirmesidir. Bu tezde, motor üzerindeki duyarga kullanmayan, hesaplanması karmaşık ve uzun olan rotor direncine (veya zaman sabitine) bağımlılık göstermeyen bir yöntem geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla ayrıntılı bir literatür araştırması yapılmıştır. Bu bilgi birikimine dayanarak, stator akım ve gerilim ölçümlerinden hesaplanmış stator akısınıIV kontrol değişkeni olarak kullanan bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemin bir matematiksel modeli kurulmuştur. Burada sincap kafesli asenkron motorun d-q eksen sistemindeki modeli kullanılmıştır. Bu modele dayanan bir benzetim programı hazırlanmıştır. Stator akı hesaplamaları ve dolayısıyla yöntemin performansı, çalışma sırasında sıcaklık ve diğer etkiler ile stator direncinde oluşan değişimlerden etkilenmektedir. Bu olumsuz etkilerden kurtulmak için kontrol sistemini kesintiye uğratmadan çalışan yeni bir stator direnç düzeltme yöntemi geliştirilmiştir. Stator direnç düzeltme yönteminin moment üzerindeki olumlu etkileri gerçekçi bir bilgisayar benzetimi ile gösterilmiştir. Geliştirilen alan yönlendirme algoritması evirgeç çıkış gerilimini üretmek için bang- bang kontrol yöntemini kullanmaktadır. Bang-bang kontrolün evirgeç çıkışında kabuledilebilir bir dalga şeklini, uygun bir anahtarlama hızında sağlayabilmesi için evirgeç performansına etki eden minimum anahtarlama zamanı, ortalama anahtarlama frekansı ve toplam harmonik distorsiyon faktörleri değişik histerezis bantlarında incelenmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Ayrıca bu çalışmada sistemin işletilmesi sırasında motor hızının iyi bir hassasiyet ile hesaplanabileceği gösterilmiştir. Yöntemin uygulanması sırasında TMS320E14 DSP işlemcisi kullanılmıştır. Uygulama sırasındaki stator akı hesaplamasında ortaya çıkan açık integrasyon problemi yeni bir yazılım yöntemiyle çözümlenmiştir. Tez sonuçlarının değerlendirilmesi amacıyla kontrol sisteminin birimleri ayrı ayrı sınandıktan sonra, tüm sisteme ait teorik sonuçlar ile kurulan deneysel modelden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Asenkron motor, doğrudan vektör kontrol, rotor akısı alan yönlendirmesi, moment kontrolü, bang-bang kontrol, stator direnç düzeltimi, açık integrasyon, hız hesaplaması

Relüktans motorlarda magnetik alan dağılımın incelenmesi

III ÖZET Yüksek Lisans Tezi RELÜKTANS MOTORLARDA MAGNET İK ALAN DA?ILIMININ İNCELENMESİ Zeki OMAÇ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1994, Sayfa: 92 Anahtarlı relüktans motorlar (ARM); stator kutuplan üzerindeki toplu sargılan, sargısız rotor yapısı, basit ve sağlam olması, az elemanlı basit elektronik kontrol devresi ve yüksek hız uygulamaları gibi üstünlükleri yüzünden son yıllarda endüstri mühendislerinin ve araştırmacıların dikkatlerini üzerine toplamaktadır. Bu çalışmada, endüstride kullanımı hızlı bir şekilde artmakta olan ARM'nin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analizi yapılarak magnetik alanIV dağılımı incelendi. Bu çalışmada statorunda 12 kutup ve rotorunda 8 kutup bulunan bir ARM kullanıldı. Geliştirilen sonlu elemanlar yönteminde ARM'nin stator ve rotor saç paketlerinin B-H arasındaki nonlineerliği uygun şekilde hesaplamalara katıldı. Bir rotor adımı aralığında ARffnin rotorunun dokuz değişik konumu için tüm çözüm bölgesi uygun şekilde üçgen elemanlara bölünerek çözüm bölgesindeki her bir düğümün vektör potansiyel değerleri bulundu. Bu değerlerden faydalanarak her bir üçgen elemanın magnetik akı yoğunluğu değerleri, enerji, koenerji, akı, moment ve kuvvet hesaplandı. Bilgisayar yardımı ile magnetik alan dağılımı çizdirildi. Hesaplanan teorik sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. ANAHTAR KELİMELER: Anahtarlı Relüktans Motor, Sonlu Eleman Metodu, Magnetik Alan Dağılımı

Physiopatch: A multi-modal wearable device for continuous cardiovascular and cardiopulmonary monitoring

Remote monitoring systems offer significant advantages in assessing cardiovascular and cardiopulmonary health, facilitating early diagnosis and enabling personalized treatment plans. In this thesis, we present a novel wearable patch, PhysioPatch, which could facilitate comprehensive monitoring of cardiovascular and cardiopulmonary functions by simultaneously capturing various physiological signals, including electrocardiogram (ECG), seismocardiogram (SCG), photoplethysmogram(PPG), and body temperature. The design comprises a main body intended forplacement on the mid-sternum and a detachable daughter body, enabling distal measurements to enhance comprehensive assessment. While the main body includes thesensors for measuring the body temperature, ECG, proximal PPG and SCG signals,and other electronics such as the microcontroller, the battery, the battery management system (BMS), the Bluetooth, and the microSD card; the daughter bodyhouses the sensors for distal PPG and SCG signal acquisition. Along with the system design, the algorithms to derive various hemodynamic parameters (heart rate (HR), heart rate variability (HRV), respiration rate, oxygen saturation (SpO2), andblood pressure (BP)) are also presented. The system was validated with a human subject study including 20 participants, and the results have revealed that the PhysioPatch is capable of achieving high-quality signals, resulting in accurate derivation of hemodynamic parameters. Overall, such a system could potentially offer continuous health monitoring outside clinical settings, regardless of time and environmentalstressors.

Mikroişlemci-kontrollu anahtarlanmış-kapasitör filtrelerinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi

in ÖZET Doktora Tezi MİKROİŞLEMCİ - KONTROLLÜ ANAHTARLANMIŞ - KAPASİTÖR FİLTRELERİNİN TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Melih Cevdet İNCE Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik -Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1994, Sayfa: 154 Bu tezde, N-yollu filtreler ve uygulamaları olan darbantlı yüksek kalite faktörlü bant geçiren süzgeç ve tarak tipi filtreler üzerinde çalışılmıştır. Anahtarlanmış kapasitörlü N- yollu süzgecin tasarım problemine çözüm bulmak için, anahtar fonksiyonu ile filtrenin transfer karakteristiği arasındaki kesin benzerlik kullanılmıştır. Farklı yaklaşımlar kullanarak farklı bilgisayar programları hazırlanmıştır. OFTI bilgisayar programında amaç fonksiyonunu optimize etmek için penaltı-fonksiyonu tekniği kullanılmıştır. Daha genel bir program olan NIKOP 'ta amaç fonksiyonunu optimize etmek için eşlenik gradyant yöntemi kullanılmıştır. GENKDI bilgisayar programıyla anahtarlama peryodunun aralık sayışma bağlı olarak mümkün olan bütün kombinasyonlarınrv beklenen gerçekleştirme şartlarını sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Bu bilgisayar programlarının getirdiği yenilikleri göstermek için farklı örnekler üzerinde çalışılmış ve önceden bilinen çözümlerden daha iyi çözümler elde edilmiştir. Elde edilen bazı çözümler mikroişlemci-kontrollu anahtarlanmış-kapasitör filtresi kullanılarak deneysel olarak kontrol edilmiştir. Bu çalışmada ayrıca darbe-genişlik modülasyonlu inverter kullanarak asenkron motorun kontrol edilmesinde, doğrultucu ve inverter arasındaki devrenin türünün etkileri incelenmiştir. Bazen özel durumlarda ideal anahtarlama şeklinin sürücü ve motor devrelerinin parametrelerine bağlı olduğu gösterilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Anahtarlanmış-kapasitörler, N-yollu süzgeçler, elektronik olarak ayarlanabilen bant-geçiren filtreler, tarak tipi filtreler, darbe genişlik modülasyonlu inverter.

Senkronlanan bilezikli asenkron makinanın asenkron ve sekron sürekli çalışma durumlarının karşılaştırılması

Transceiver architectures and physical layer techniques for unconventional communications in the internet of everything

This thesis explores the emerging Internet of Everything (IoE) framework, a transformative paradigm in Information and Communication Technologies (ICT) that extends human connectivity beyond traditional boundaries. The IoE conceptualizes a comprehensive network architecture that mirrors the complexity of interconnected systems in nature, integrating a diverse array of ICT technologies across different scales and environments. This advancement presents numerous opportunities but also poses significant challenges, particularly in aligning communication technology with the IoE's complex and dynamic nature. The thesis considers the challenges and the solutions at the physical layer/device level linked to unconventional communications essential for realizing the IoE. It focuses on two emerging communication paradigms: Molecular communications (MC) and Terahertz (THz)-band communications. These paradigms are key to expanding beyond the limitations of existing networks and are instrumental in actualizing the IoE. A comprehensive exploration is conducted into the challenges and potential solutions associated with these unconventional communications. The thesis first introduces the universal IoE transceiver, a novel device concept for integrating heterogeneous networks within the IoE framework. It discusses transceiver architectures based on graphene and related materials, which are promising for unconventional communication modalities, especially in the context of the Internet of Bio-Nano Things (IoBNT), an emerging subset of the IoE. The thesis further investigates advanced physical layer techniques for practical MC systems and explores effective solutions for facilitating THz-band communication in space. These in-depth studies aim to enhance connectivity and communication on a universal scale, shaping the future landscape of the IoE. The work presented provides pathways toward mitigating the complexities inherent in unconventional communications, thereby contributing to the advancement of IoE technologies.

Türkçeden seçilmiş bir grup kelimenin robot kolu kontrolünde kullanılması

III ÖZET Doktora Tezi TÜRKÇEDEN SEÇİLMİŞ BİR GRUP KELİMENİN ROBOT KOLU KONTROLÜNDE KULLANILMASI Fikret Ata Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1996, Sayfa: 114 Bu tezde, Türkçeden seçilmiş bir grup kelimenin kullanılması ile robot kolunun kontrolü yapılmıştır. Seçilen belirli kelimelerin, hazırlanan yazılımlarla, konuşma örneklerinin doğrusal öngörümüne dayalı ve konuşmacıya bağımlı bir ayrık sözcük tanıma algoritması ile bilgisayar desteğinde tanınması gerçekleştirilmiştir. Tanınan bu komutlar vasıtası ile, robot kolunun hareket denklemlerini de kullanan bir başka yazılım desteğinde, step motorlarının adımlan, dolayısı ile eklemlerin açılan ayarlanarak, robot kolunun istenilen koordinatlara gitmesi ve belirlenen yerde belirli işi yapması sağlanmıştır.IV ANAHTAR KELİMELER: Ayrık sözcük tanıma, özilişki, doğrusal öngörü katsayıları, dinamik zaman bükümü, en yakın komşu kuralı, robot, robot kolu.

Unsupervised affective state learning from speech

The conventional paradigm for estimating continuous emotional states from speech, investigated as a regression problem over time, has been widely acknowledged. This thesis introduces a novel methodology that transposes this challenge into the classification domain by learning clusters of affect contours of uniform lengths. Our approach involves a novel joint clustering and classification scheme, wherein each iteration involves clustering affect contours into independent classes. We seek to classify these classes, identifying distinct clusters with observed intra-class sample similarities. The classification structure integrates an audio feature extractor based on a Wav2Vec 2.0 model, followed by a convolutional neural network (CNN). Concurrently, the clustering component processes a segment of the affect contour, employing a convolutional network for dimensionality reduction and subsequent application of k-means clustering. The classification network predicts these generated clusters. The cumulative loss is then propagated to neural networks for weight updates. Empirical findings reveal that the obtained clusters exhibit distinctive and insightful characteristics. Simultaneously, incorporating a regression head into the trained classification network yields competitive audio-only performance on the RECOLA and USC CreativeIT datasets regarding continuous emotion recognition (CER). The results for CER are compared against baselines and existing literature, illustrating the efficacy of our approach. Our results demonstrate that while achieving competitive continuous emotion recognition performance, our approach, fundamentally a classification framework, converts the nature of the well-studied continuous regression problem.

Seri uyartımlı senkron motorun dinamik davranış modellemesi

Ill ÖZET Yüksek Lisans Tezi SERİ UYARTIMLI SENKRON MOTORUN DİNAMİK DAVRANIŞ MODELLEMESİ Mehmet İlyas BAYINDIR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1996, Sayfa: 87 Sabit ve değişken frekanslı a.a. tahrikleri için bir senkron motor genel olarak tercih edilir. Fakat çoğu durumlarda düşük maliyeti ve daha sade olması sebebiyle indüksiyon motorları kullanılır. Bu durum özellikle, ayrı bir uyartım düzeneğinin pahalı olacağı küçük tahrikler için geçerlidir. Senkronlanan asenkron motor ise bilezikli asenkron motor ile senkron motorun bir bileşimidir. Böylelikle, bilezikli asenkron motorun üstün kalkış özellikleriyle senkron motorun yüksek verim ve güç katsayısının düzeltilmesi gibi sürekli çalışma özellikleri bir araya getirilir (İmeryüz ve Çetin, 1991). Motorun senkron çalışma için gereken uyartım düzeneğinin daha ucuz ve sade hale getirilmesi amacıyla bazı çalışmalar yapılmıştır. Seri uyartımlı senkronlanan asenkron motor, yuvarlak kutuplu senkron motor olarak çakşır fakat sabit uyartımlı senkron motordan farklı bir davranış gösterir. Rotor devresi bağlantıları motorun genel performansını oldukça etkiler. Bu çalışmada uyartım akımının stator akımına bağımlı değişimini doymayı da hesaba katarak çözen bir sürekli durum modeli açıklanmıştır. Rotor bağlantılarının etkisi, oluşacak katsayılara göre genel ifadelerle açıklanmıştır. Sürekli durumda, seri uyartımlı senkron motorun verim, güç faktörü, aşın yüklenebilme gibi üstünlükleri teorik ve deneysel sonuçlar yardımıyla isbatlanmıştır.IV Seri uyartımlı senkron motorda, bağlantı değişikliklerini, güç elektroniği ve kontrol tekniklerini incelemek amacıyla PSPICE 5.4 devre tasarım programıyla dinamik durum benzetimi başarılmıştır. Alman teorik sonuçlar sayısal osiloskop kayıtlarıyla doğrulanarak sunulmuştur. Benzetimde kullanılan devre şekilleri ve denklemler verilerek benzetim sonuçlarının diğer çalışmalara göre değerlendirmesi yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Seri uyartımlı senkron motor, PSPICE benzetimi.

Yapay sinir ağları ile nesne tanıma

Son zamanlarda, yapay sinir ağlan ile nesne tanıma üzerine oldukça yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bunun sebebi; karmaşık ve belirsiz veriler ile nesne tanıma problemlerinin çözümünde, yapay sinir ağlarının öğrenerek karar verme prensibinin başarılı olmasıdır. Yapay sinir ağlan kendilerine gösterilen bir nesneyi daha önce öğrendikleri ile mukayese ederek aradaki benzerlikleri bulup, nesneleri belirli sınıflara ayırma özeliğine sahiptir. Temelde nesne tanıma işlemi, nesnelerin sınıflandırmasından farklı bir işlem değildir. Bu tezde; temel nesne tanıma yaklaşımlan incelenmiş, eğiticili ve eğiticisiz yapay sinir ağı modelleri kullanılarak bozuk (eksik veya gürültülü) nesnelerin tanınması gerçekleştirilmiş ve ayrıca dönmeden ve konum değişiminden bağımsız bir nesne tanıma sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem, nesnenin öznitelik vektörünün çeşitli önişlemlerden sonra çıkanlması ve bu vektöre göre nesneyi sınıflandırarak tanımlama, aşamaları üzerine kurulmuştur. Nesnelerin öznitelik vektörü hem yerel ve hem de genel yöntemlerle bulunmuş ve yapay sinir ağı modelleri ile sınıflandınlarak başanlı sonuçlar elde edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Nesne Tanıma, Yapay Sinir Ağlan, Örüntü Sınıflandırma, Özellik Çıkarma.

Dinamik sistemlerin bond graf modeli ve enport simülasyonu

n ÖZET Yüksek Lisans Tezi" DİNAMİK SİSTEMLERİN BOND GRAF MODELİ VE ENPORT SİMÜLASYONU Arif GÜLTEN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1996, Sayfa: 42 Bu çalışmada, dinamik sistemlerin bond graf modelleri elde edilmiş ve bu modelleri kullanarak simülasyon yapan, ENPORT paket programı yardımıyla simülasyonlan gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarının bir kısmı farklı simülasyon metodlanyla elde edilen sonuçlarla, bir kısmı da deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Bond graf, ENPORT

Dynamic accommodation measurement using purkinje reflections and machine learning

Dynamic and precise measurements of eye accommodation and vergence are important for vision research, near-eye displays (NEDs), and the diagnosis of certain visual disorders and neurological diseases. Existing biomedical devices have important limitations because they are bulky and cannot be used to accurately measure eye accommodation dynamically. From an engineering perspective, implementing accommodation and vergence measurements in NEDs, such as augmented reality (AR) or virtual reality (VR) glasses, helps to address issues like vergence-accommodation conflict (VAC). Previous work on NEDs using adaptive focus techniques or retinal projection has reported reduced symptoms of VAC, but validating the accuracy of these systems remains challenging with current methods. Consequently, finding a simple, portable, and head-mountable method for measuring accommodation and vergence is an active area of research. There are existing approaches in the literature for measuring eye accommodation and vergence using Purkinje reflections from various layers of the eye, as well as machine learning (ML) methods. However, these methods generally do not measure accommodation but rather measure gaze and do not use all Purkinje reflections, which limits their accuracy. In this thesis, we present a simple and efficient method for measuring accommodation and vergence using four Purkinje reflections and ML techniques, specifically multilayer perceptron (MLP) networks. We employed a ZEMAX-based eye model to simulate the positions of the Purkinje reflections at various focal distances. Despite the system's sensitivity to environmental factors, we successfully collected experimental data from nine subjects. We employed two analytical approaches to train our MLP models: subject-specific analysis using the data of individual subjects and leave-one-subject-out cross-validation (LOSO-CV) complemented by two-point calibration. To the best of our knowledge, this is the first successful implementation of the LOSO-CV method for measuring accommodation and vergence. Our system demonstrated high accuracy, predicting accommodation within 0.22 diopters (D) using subject-specific data and achieving 0.40 D accuracy with two-point calibration using data from other subjects across nine subjects.

Information harvesting: Leveraging wireless power transfer for next-generation communication frameworks

As wireless information transmission (WIT) progresses into its sixth generation (6G), the challenge of sustaining terminal operations with limited batteries for Internet-of-things (IoT) platforms arises. Wireless power transfer (WPT) emerges as a solution, empowering battery-less infrastructures and enabling nodes to harvest energy for sustainable operations. The integration of WPT with WIT mechanisms becomes crucial to mitigate the need for battery replacements while ensuring secure and reliable communication. A novel protocol, Information Harvesting (IH), amalgamates WIT and WPT through index modulation (IM) techniques atop the existing far-field WPT mechanism to address challenges in wireless information and power transfer (WIPT). Moreover, innovative modes of information and power transfer are explored to meet the rising demand for energy and spectrum resources in next-generation IoT systems. One potential solution involves harnessing the active transmission capability of devices to facilitate data transmission and wireless energy harvesting (WEH) for backscatter communication (BC), forming a symbiotic radio (SR) environment. Furthermore, incorporating reconfigurable intelligent surfaces (RISs) into the SR environment enhances the reliability of backscatter communication, reinforcing symbiotic relationships between active and passive devices. This thesis explores novel and synergistic methods for coordinating WPT and WIT in next-generation communication systems through state-of-the-art technologies. In Chapter 3, a unified framework for index modulation (IM)-based IH mechanisms is presented, evaluating their energy harvesting capability, bit error rate (BER), and ergodic secrecy rate (ESR) performance for diverse IM schemes. The findings indicate significant potential in facilitating reliable data communication within existing far-field WPT systems, underscoring promising refinements in green and secure communication paradigms for next-generation IoT wireless networks. Chapter 4 introduces a new IH mechanism atop the orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based far-field WPT mechanism, investigating its benefits in terms of harvested energy, achievable rates, and reliability. Finally, Chapter 5 presents a novel SR system, where a standalone RIS sustains its functions through WEH based on a low-power RIS structure. Mutualistic symbiosis is established by utilizing a signal conveyed by the primary transmitter (PTx) to assist ongoing transmissions and convey information to the primary receiver (PRx). The PTx employs time index modulation (TIM) to transmit information to the PRx and power to the RIS and energy harvester (EH). A log-likelihood ratio (LLR)-based detector is presented to address challenges in the TIM scheme. The performance of the proposed scheme is investigated in terms of harvested direct current (DC) power at the RIS and EH, as well as the BER at the PRx.

Information harvesting: Leveraging wireless power transfer for next-generation communication frameworks

As wireless information transmission (WIT) progresses into its sixth generation (6G), the challenge of sustaining terminal operations with limited batteries for Internet-of-things (IoT) platforms arises. Wireless power transfer (WPT) emerges as a solution, empowering battery-less infrastructures and enabling nodes to harvest energy for sustainable operations. The integration of WPT with WIT mechanisms becomes crucial to mitigate the need for battery replacements while ensuring secure and reliable communication. A novel protocol, Information Harvesting (IH), amalgamates WIT and WPT through index modulation (IM) techniques atop the existing far-field WPT mechanism to address challenges in wireless information and power transfer (WIPT). Moreover, innovative modes of information and power transfer are explored to meet the rising demand for energy and spectrum resources in next-generation IoT systems. One potential solution involves harnessing the active transmission capability of devices to facilitate data transmission and wireless energy harvesting (WEH) for backscatter communication (BC), forming a symbiotic radio (SR) environment. Furthermore, incorporating reconfigurable intelligent surfaces (RISs) into the SR environment enhances the reliability of backscatter communication, reinforcing symbiotic relationships between active and passive devices. This thesis explores novel and synergistic methods for coordinating WPT and WIT in next-generation communication systems through state-of-the-art technologies. In Chapter 3, a unified framework for index modulation (IM)-based IH mechanisms is presented, evaluating their energy harvesting capability, bit error rate (BER), and ergodic secrecy rate (ESR) performance for diverse IM schemes. The findings indicate significant potential in facilitating reliable data communication within existing far-field WPT systems, underscoring promising refinements in green and secure communication paradigms for next-generation IoT wireless networks. Chapter 4 introduces a new IH mechanism atop the orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based far-field WPT mechanism, investigating its benefits in terms of harvested energy, achievable rates, and reliability. Finally, Chapter 5 presents a novel SR system, where a standalone RIS sustains its functions through WEH based on a low-power RIS structure. Mutualistic symbiosis is established by utilizing a signal conveyed by the primary transmitter (PTx) to assist ongoing transmissions and convey information to the primary receiver (PRx). The PTx employs time index modulation (TIM) to transmit information to the PRx and power to the RIS and energy harvester (EH). A log-likelihood ratio (LLR)-based detector is presented to address challenges in the TIM scheme. The performance of the proposed scheme is investigated in terms of harvested direct current (DC) power at the RIS and EH, as well as the BER at the PRx.

Design and simulation of readout circuit for superconductor nanowire single photon detectors in cryogenic environments

This thesis investigates the development of readout circuits for Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors (SNSPDs), with a special emphasis on the cryogenic electronics that facilitate their operation near 4.2 Kelvin. SNSPDs exploit the light-driven superconducting-to-resistive phase transition of ultra-thin wires to achieve high detection efficiency, low dark count rates, and ultrafast response times. Photon absorption in these detectors generates a hotspot, disrupting the superconducting state, which is then converted into a measurable electrical signal. A critical design consideration is the proximity of the first-stage preamplifier to the SNSPD to minimize signal loss and optimize load impedance, a strategy that enhances readout effectiveness. However, the challenge lies in designing integrated circuits capable of reliably reading out these signals at such low temperatures. Traditional silicon-based MOSFETs, commonly used in such circuits, often experience carrier freeze-out at extreme temperatures around 4.2 K, leading to compromised performance. This phenomenon is further exacerbated by issues such as partial doping freeze-out and the freeze-out of parasitic edge transistors, as detailed in recent studies. On the other hand, High Electron Mobility Transistors (HEMTs) have been demonstrated to effectively bypass these limitations, thus proving to be more suitable for use in SNSPD readout circuits. Additionally, the robust performance of GaN HEMT's at temperatures as low as 4.2 K further validates their potential for cryogenic preamplifiers. In this thesis, the suitability of a cryogenic preamplifier circuit designed using GaN HEMTs for SNSPD sensors has been evaluated through SPICE simulations. The ASM-HEMT model was employed to facilitate the SPICE simulation of the GaN HEMTs. Necessary modifications were made to the ASM-HEMT model to ensure that its behavior aligned with experimental results at cryogenic temperatures. The simulations revealed that at the typical SNSPD operating frequency of around 1 GHz, a gain of 31.4 dB was achieved, along with a power dissipation of 1.2 mW. This low-power dissipation is crucial for maintaining the thermal budget constraints of dilution refrigerators, making the design scalable for multi-pixel SNSPDs. Additionally, it was observed that GaN HEMTs exhibit significantly lower on-state resistance at cryogenic temperatures compared to room temperature and achieve up to 75% higher IDSmax values, consistent with experimental results. This confirms the superior performance metrics of GaN HEMTs at low temperatures, as reported in the literature. The findings of this thesis suggest that GaN HEMTs are excellent candidates for use in cryogenic preamplifier circuits, providing a foundational approach to enhancing the efficiency and reliability of SNSPD systems.

Yüksek gerilim izolatörlerinin kirlenme atlama davranışlarının sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla belirlenmesi

m ÖZET Yüksek Lisans Tezi YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖRLERİNİN KİRLENME ATLAMA DAVRANIŞLARININ SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ YARDIMIYLA BELİRLENMESİ Muhsin Tunay GENÇOĞLU Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1997, Sayfa: 81 Yüksek gerilim izolatörlerinin, enerji iletim sistemlerinde sürekli ve emniyetli bir yalıtım sağlaması istenir. Ancak izolatörlerin yüzeyinde oluşan kir tabakası, izolatörlerden beklenen performansı ve görevleri olumsuz yönde etkileyerek yüzeysel atlamalara ve dolayısıyla kısa devre arızalarına neden olur. Bu durum, enerji iletim problemlerinin en önemlilerinden biridir. Kirli bölgelerde kullanılacak izolatörlerin yüzeysel atlama performansını belirlemek üzere birçok tabii ve suni test yöntemleri geliştirilmiştir. Ayrıca modeller üzerinde analitik hesaplamalar yapılmıştır. İzolatör yüzeyinde oluşan kir tabakası, AR modeli ile temsil edilebilir. Bu model, izolatör yüzeyini sızma uzunluğu boyunca açarak bir düzlem haline getiren gerçek modeldir. İzolatörün yüzeysel atlama performansını belirleyen arka seri kir direncinin hesabı, modeller üzerinde ve bilgisayar yöntemleri kullanılarak yapılabilir. Bu çalışmada kirlenme atlamasının önemi, tanıtımı ve fiziksel mekanizması açıklanarak izolatörlerin atlama davranışlarının tabii ve suni testler yoluyla nasıl belirlendiği ve izolatör eşdeğer modelleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Ele alınan 5 tip izolatörün arka seri direnç değişimlerini hesaplamak üzere önce izolatörlerin AR modelleri ayrı ayrı bulunmuş ve bu modellere SEY uygulanarak direnç değişimleri bilgisayar yardımıyla hesaplanmıştır. Hesaplanan sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: İzolatör, Sonlu Elemanlar Yöntemi, AR modeli, Kirlenme atlaması, Kir direnci.

Elektrik filtreleri tasarım programı

Bu araştırmada, analog ve dijital filtrelere ait temel yaklaşıklık metodları, bilgisayarla C dili ve Borland C++ 3.1 Derleyicisi kullanılarak programlanmıştır. Programda, verilen filtre geçiş karakteristikleri, göz önünde bulundurularak, istenen bir yaklaşıklık metodu ile transfer fonksiyonu elde edilmekte ve filtrenin genel karakteristikleri gözlenebilmek tedir. Hazırlanan program, tasarımlanan filtrenin devre yapısını da vermektedir. Literatürlerde şimdiye kadar program halinde verilmemiş bazı karmaşık konular (örneğin Bessel-band geçiren filtreler, çift sonlu analog filtreler v.b.) programlanarak, bu konularda kolaylıklar sağlanmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Filtre tasarımı, analog filtreler, dijital filtreler, tekrarlı filtreler, tekrarsız filtreler, genlik karakteristiği, faz karakteristiği, gecikme karakteristiği, yaklaşıklık.

Trancranial doppler sinyalleri için en iyi spektral analiz metodunun belirlenmesi

İnsan beyin sistemine ait çeşitli parametrelerin belirlenmesi uzun yıllardan beri araştırmacıları yakından ilgilendiren bir konu olmuştur. Beyin sistem parametleri. kan akış hızı, hacimsel akış, damar çapı, damar kesiti, akış yönü ve akış profili olarak sıralanabilir. Bu parametrelerin en önemlisi kan akış hızı ve dolayısı ile hız profilidir. Kan akış hızının ölçülebilmesi karmaşık bir işlemdir. Bunun en önemli sebebi ise konunun temel mühendislik bilimlerinden teorik ve uygulamalı,tıp bilimlerine kadar bir sahaya yayılmasıdır.Bu tez çerçevesinde yapılan çalışmalarda, Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroşirurji (Beyin Cerrahi Anabilim Dalı) Bölümü'nde mevcut olan Doppler cihazı kullanılarak Beyin travması geçirmiş hastaların beyin damarlarında anevrizma (balonlaşma)- tespit edilen hastaların cerrahi sonrası beyin içi damarlarında kan akışı incelenmiştir. Bu inceleme sonrası, beyin damarlarında daralma ve beyin içi kan basıncı artışı olup olmadığının tespiti için cihazın ses (audio) çıkışından alınan Doppler frekanslarına HFD, AR, ARMA. WAVELET ve WALSH spektral analiz metodlan uygulanarak her hastaya ait ayrı ayrı sonogramlar çizdirilmiştir. Klinik teşhis açısından büyük önem taşıyan bu sonogramların kalitesi, tıbbi standarlar içinde hekimin doğru ve kolay teşhis koyabilmesi için değerlendirilmekte, ayrıca kullanılan metodların karşılaştırılması yapılarak en uygun metod tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Doppler US, Spektral Analiz Metodları, Doppler Ses Sinyal Analizi. Doppler Ses Frekansı, HFD, AR, ARMA. WAVELET ve WALSH Analiz Metodları. Beyin Travması, Beyin Damarlarında Balonlaşma.

Güç merkezi izolatörlerinde yüzey kaçak akımları için bir görüntü ve uyarı cihazının tasarımı

Yüksek gerilimli güç hatlarında enerjinin iletilmesinde izolatörlerin önemi büyüktür, izolatörler bulundukları atmosferik ve çevresel şartlardan dolayı kirlenmeye maruz kalırlar (mesela; sahil kıyısına yakın olması, kimyasal olarak kirlenmesi, rüzgarın etkisiyle tozlanma vb.)- İzolatör üzerindeki bu kirlenme yüzeyden sızıntı akımlarının geçmesine sebep olur. Sızıntı akım miktarı uygulanan gerilime ve kirlilik miktarına bağlıdır. Sızıntı akımından dolayı izolatörlerin yapısı bozulur ve enerji kesikliğine sebep olurlar. Sızıntı akımının miktarını ölçmek için farklı yöntemler vardır. Bunlardan birisi; sızıntı akımını görüntülenmesiyle ilgilidir. Bunun için izolatör üzerindeki sızıntı akımını ölçen elektronik devreler geliştirilmiştir. Bu devreler yardımıyla izolatör üzerinden geçen sızıntı akımı ölçülebilir. Bu akımın genliği belirli bir değeri aştığında elektronik devre yardımıyla alarm devresi aktifleşir ve sinyal verir. Böylece izolatörde yüzeysel atlamadan önce ya hattın enerjisi kesilerek izolatör temizlenir ya da enerji altında temizleme için otomatik yıkama sistemi çalıştırılır.ANAHTAR KELİMELER: izolatör, kirlenme, sızıntı akımı, görüntüleme.

Yüksek gerilim izolatörlerinin performansını belirlemese bir deneysel yöntem

ÖZET Yüksek Lisans Tezi YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖRLERİNİN PERFORMANSINI BELİRLEMEDE BİR DENEYSEL YÖNTEM Zekeriya Oral YAĞDIRAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1997, Sayfa:66 Yüksek gerilim izolatörleri, işletme gerilimi altında çalışırken çevre şartlarından etkilenirler. Bu etkilenmelerin sonucunda üzerinde biriken kir tabakasının, zamanla atmosferik olaylarla etkileşmesi ile iletken hale geçmesi, yüzeyinden kaçak akımların akmasına neden olur. Akan bu akımlar elektrik güç sisteminin olumsuz yönde etkilenmesine sebep olur. Bu çalışmada temiz ve kirli izolatörlerin performanslarını belirlemek için, çeşitli gerilim seviyelerinde, yüzeyden geçen kaçak akımların değerleri ölçülmüştür. Bu kaçak akımları azaltmak için izolatör devresine farklı sarımlardaki bobinler bağlanarak kaçak akım değerleri incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: İzolatör, kirlenme, kaçak akım. jrff, Say ~x*^u, ? > s

Görüntü sıkıştırma algoritmaları

ÖZET Yüksek Lisans Tezi Görüntü Sıkıştırma Algoritmaları Mustafa TÜRK Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Anabilim Dalı 1998, Sayfa: 95 Bu çalışmada, değişik görüntü sıkıştırma algoritmaları ve wavelet dönüşümünün görüntü sıkıştırma alanındaki uygulamaları gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Görüntü sıkıştırma, görüntünün iletilmesi ve kaydedilmesi sırasındaki zaman ve kapladığı hafıza bölgesinin azaltılması için yapılan bir işlemdir. Aynı zamanda da görüntü, veri fazlalıklarından arındırıldığı için görüntü kalitesinin artması da söz konusudur. Çok çözünürlülük analizi olarak adlandırılan ve görüntüyü farklı alt görüntülere ayırarak görüntüdeki piksel fazlalıklarından kurtulmamızı sağlayan yöntemin bilgisayar simülasyonu Matlab programlama dili kullanılarak yapılmış ve farklı sıkıştırma oranları için uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kayıplı görüntü sıkıştırma tekniği ele alınmış ve sıkıştırma oranı ile kayıpların nasıl değiştiği incelenmiştir. Ele alınan yöntemin nasıl daha iyi sonuçlar vereceği tartışılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Görüntü Sıkıştırma, Algoritmalar, Wavelet, HFD, JPEG, MPEG2, H.261, Hufmann, Aritmetik Kodlama.

Yapay sinir ağları yardımı ile sistem kontrolü

ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZ İ YAPAY SİNİR AĞLARI YARDIMI İLE SİSTEM KONTROLÜ Beşir DANDIL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1998 Sayfa: 107 Yapay sinir ağlarının kontrolör olarak kullanıldığı çeşitli kontrol yöntemleri bulunmaktadır ancak bu çalışmada, yapay sinir ağları ile doğrudan ve uyarlamalı kontrol yöntemleri incelenmiştir. Her iki kontrol yöntemi de çeşitli sistemlere uygulanmış, örneksel ve toplu öğrenme algoritmalarını kullanarak Turbo C++ programlama dilinde yazılan programlarla yapay sinir ağının eğitimi gerçekleştirilmiştir. Sistem çıkış hatası; doğrudan yöntemde sistem üzerinden, dolaylı kontrol yönteminde model yapay sinir ağı üzerinden geriye yayılarak kontrolör olarak kullanılan yapay sinir ağı eğitilmiş ve sistemlerin, seçilen referans işaretlerini izleme performansı incelenmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlarından, kontrolü yapılan sistemlerin, seçilen referans giriş işaretlerini doğru bir şekilde izlediği ve yapay sinir ağlarının, uyarlamalı kontrol alanında başarı ile uygulanabileceği görülmüştür.

Retina-inspired artificial synapses and near-infrared optoelectronic neurostimulation devices using quantum dots

Neurons are the building blocks of the nervous system and are responsible for generating, receiving, and transmitting electrical and chemical signals. By replicating the functionality of biological neurons, it is possible to achieve response capabilities that mimic human abilities. Such biomimetic signal generation and transmission at bio-electronic interfaces can restore, replace, or enhance biological functions. In addition, it can provide efficient event-driven processing and high-accuracy perception without separate memory and processing units. Neuromorphic bioelectronics, inspired by the functions of neurons, have the potential to enable biomimetic communication with cells. These systems necessitate operation in aqueous environments, generation of sufficient ionic currents for neurostimulation, and plasticity. In this thesis, a novel compact neuromorphic synapse is introduced, combining photodetection, memory, and neurostimulation functionalities within a single device. Utilizing cell-interfacing InP/ZnS quantum dots, this device achieves artificial photoreception through photo-faradaic charge-transfer mediated plasticity. The device induces excitatory post-synaptic currents that exhibit paired-pulse facilitation and post-tetanic potentiation in hippocampal neurons, simulating the natural biomimetic temporal summation of neuronal signals. Additionally, this thesis explores the potential of silver bismuth sulfide (AgBiS2) colloidal nanocrystals for photovoltaic retina implants. AgBiS2 nanocrystals, known for their chemical stability and absence of toxic heavy metals, have an exceptional absorption coefficient (>105 cm-1) in the near-infrared (NIR) spectrum, surpassing silicon and many of inorganic nanocrystals such as PbS, CdTe, and perovskite. An ultrathin AgBiS2 nanocrystal layer (24 nm) is integrated into a water-stable photovoltaic bioelectronic device, which produces high-level capacitive photocurrent (2.17 ± 0.2 mA.cm-2) and ionic charge (10.97 ± 0.7 µC.cm-2) in artificial cerebrospinal fluid. The long-term stability of the device and non-toxicity to neurons underscore its suitability for bioelectronic applications. Electrophysiological studies on primary hippocampal neurons reveal that these devices can elicit neuron firing at NIR intensity levels well within ocular safety limits. To sum up, this thesis demonstrated the first toxic heavy-metal-free nanocrystal-based optoelectronic biointerface operating within the NIR spectral window. Moreover, it shows that quantum dots hold high promise for unconventional and biomimetic control of cells for future retina implants.

Asenkron motorun elektriksel parometrelerinin otomatik olarak ölçümü ve inverterde hata tanısı

Büyük güçlü senkron motorların vektör kontrolü için yeni bir yöntem

Ill ÖZET Doktora Tezi BÜYÜK GÜÇLÜ SENKRON MOTORLARIN VEKTÖR KONTROLÜ İÇİN YENİ BİR YÖNTEM Ahmet ORHAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1999 -Sayfa: 101 Alternatif akım motorlarının kontrolünde, doğru akım motorlarının performansının yakalanması hedeflenir. Bu performansın yakalanması, maliyetle doğru orantılıdır. Alternatif motorların kontrolünü, genel olarak, skalar ve vektörel kontrol yöntemleri adı altında toplamak mümkündür. Skalar kontrol yöntemleri, ucuz olmalarına rağmen, bir doğru akım motorunun performansını sağlayamazlar. Bu yüzden, doğru akım motorlarının performansını sağlayamazlar. Bu yüzden, doğru akım motorlarının performansına yakın, yüksek performanslı sürücülerde, vektör kontrolü uygulamalarına gerek duyulur. Asenkron motorların evirgeçleri, bir sinüs dalgası elde etmek için, karmaşık bir anahtarlama yöntemi gerektirir. Vektör kontrolde ise, mikroişlemcilerin kapasitelerini zorlayan boyutta hesaplamalara gerek duyulur. Vektör kontrol uygulamalarında, senkron motor pahalı olmakla beraber, düşük maliyetli sürücüleriyle asenkron motor evirgeç kombinasyonundan daha caziptirler. Bu çalışmada, yüksek performanslı, değişken hızlı asenkron motor ve evirgeç maliyetine alternatif olabilecek yeni bir sürücü düzenek geliştirilmeye çalışılmıştır. Sürücü düzenekteki eleman maliyetini en aza indirecek kontrol yöntemi belirlenmiştir.IV Tezde, önce senkron motor kontrol yöntemlerine yönelik literatür araştırması yapılmıştır. Bu araştırma sonucunda, evirgeç beslemeli senkron motorlu sürücü düzeneklerdeki problemler ortaya konulmuş, doğru akım ve asenkron motorlu sürücü düzeneklerle, senkron motorlu sürücü düzenekler karşılaştırılmıştır. Rotordaki çıkıklık ve sönüm sargı etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Şimdiye kadar incelenmemiş olan self (kendinden) komutasyonlu, akım kaynağı evirgecinden beslenen senkron motorun birim güç faktörü kontrolü incelenmiştir. Bu incelemeler yapılırken önce, senkron motorun d-q eksen takımındaki matematiksel modeli kurulmuş, bu modele ait benzetim programı hazırlanmıştır. Çalışmada, maliyet üzerindeki büyük olan kompanzasyon kondansatörünün büyüklüğünü belirlemeye yarayan bir algoritma ortaya konulmuştur. Kompanzasyonlu akım kaynağı evirgeci (KAKE) de denilen evirgeç sistemi ve senkron motorun matematiksel modeli kurulmuş, benzetim programı hazırlanmıştır. Sürücü düzenekte karşılaşılan problemler ve problemlere çözüm yöntemleri verilmiştir. Son olarak, KAKE beslemeli senkron motorun birim güç faktörü vektör kontrolü incelenmiştir. Birim güç faktörü kontrolünün kondansatör büyüklüğüne etkisi belirlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların, yüksek performanslı, değişken hızlı sürücü düzenekler için senkron motor açısından yeni bir bakış açısı sağlayacağı ümit edilmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Senkron Motor, Senkron Motor Vektör Kontrolü, Senkron Motorun Alan Yönlendirme Kontrolü.

Yüksek gerilimli sistemlerde elektrik alanlarının sınır elemanları yöntemi yardımıyla incelenmesi

n ÖZET DOKTORA TEZİ YÜKSEK GERİLİMLİ SİSTEMLERDE ELEKTRİK ALANLARININ SINIR ELEMANLARI YÖNTEMİ YARDIMIYLA İNCELENMESİ Selçuk YILDIRIM Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1999, Sayfa: 113 Bu tezde, Sınır Elemanları Yöntemi kullanılarak yüksek gerilim sistemlerinde iki boyutlu elektrik alan dağılımları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, analitik olarak hesaplanan sonuçlarla ve 'ELECTRO' isimli paket program sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu amaçla önce, Sınır Elemanları Yöntemi'nin literatürdeki ve uygulamadaki yeri araştırılmıştır. Ayrıca Sınır Elemanları Yöntemi'nin temel özellikleri ile Sonlu Farklar Yöntemi ve Sonlu Elemanlar Yöntemi gibi bölge tipi yöntemlere göre sağladığı üstünlükler belirlenmiştir. İlk olarak, elektrik alanlarını matematiksel olarak modelleyen Laplace ve Poisson denklemlerine ağırlıklı artıklar yöntemi uygulanarak sınır integral denklemleri elde edilmiştir. Sınır integral denklemleri, lineer sınır elemanları ile ayrıştırılarak matris formuna getirilmiştir. Daha sonra iki boyutlu ve açık sınırlı elektrostatik alanların analizini yapmak için bir bilgisayar programı (SINEL) geliştirilmiştir. Bu programda, problem geometrisinin koordinatları ile sınır şartlan ve malzeme özelliklerinden oluşan veri girişi yapılmaktadır.nı Programda, matrislerin katsayıları Gauss sayısal integrasyonu kullanılarak hesaplanmaktadır. Probleme Dirichlet ve Neumann sınır şartlan uygulanarak, sınır üzerindeki bilinmeyenlerden oluşan bir lineer denklem sistemi elde edilmektedir. Bu lineer denklem sistemi Gauss Eliminasyon Yöntemi ile çözülerek sınır bilinmeyenleri hesaplanmaktadır. Hesaplanan sınır değerleri kullanılarak istenen iç noktalardaki potansiyel değerleri bulunmaktadır. Program yardımıyla yüksek gerilim elektrot sistemleri, yüksek gerilim kablosu ve yüksek gerilim izolatör düzeneği üzerinde uygulamalar yapılmıştır. Program sonuçlan, analitik sonuçlar ve paket program sonuçlan ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler : Sınır Elemanları Yöntemi, Sınır İntegral Denklemi, Elektrostatik Alan, Laplace ve Poisson Denklemleri.

Yüksek gerilim izolatörlerinde kirlenme atlamasının dinamik ark modeli

II ÖZET DOKTORA TEZİ YÜKSEK GERİLİM İZOLATÖRLERİNDE KİRLENME ATLAMASININ DİNAMİK ARK MODELİ Zafer AYDOĞMUŞ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2000, Sayfa:92 Tüm dünyada elektrik enerjisine olan talebin artması, büyük miktarlarda elektrik gücünün uzak mesafelere iletilmesini zorunlu kılmıştır. Bunun sonucu olarak üretim ve iletimde yeni problemler ortaya çıkmıştır. İletim problemlerinin en önemlisi elektriksel izolasyonun sağlanmasıdır. Yüksek Gerilimde izolasyon amacıyla kullanılan izolatörlerin performansı, özellikle atmosferik kirlenmeler nedeniyle azalmakta ve iletim hatlarında işletme esnasında çeşitli arızalar meydana gelmektedir. Bu olumsuzluğu gidermek amacıyla, araştırmacılar tarafından çeşitli teknikler geliştirilmiş; ancak probleme kesin bir çözüm henüz bulunamamıştır. Bu çalışmada, Yüksek Gerilim İzolatörlerinde işletme süresince yüzeysel kirlenmelerden meydana gelen atlama olayı için yeni bir model geliştirilmiş; böylece problemin çözümüne" ve izolatörler üzerinde yapılan performansı iyileştirme çalışmalarına katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bunun için önce atlama olayının fiziği ve bu konuda yapılan çalışmalar incelenmiştir. Sonra Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak, yüzeyi kir ile kaplı birIll izolatörde potansiyel ve alan dağılımları hesaplanmıştır. Hesaplanan bu değerlere göre, izolatör yüzeyi üzerinde kısmi deşarja neden olabilecek noktalar belirlenerek atlama kriterleri ile kontrol edilmiştir. Kısmi deşarj lann zamana bağlı olarak yayılması, kirli izolatör yüzeyinden kaçak akımın artması ve olayın yüzeysel atlama ile sonuçlanmasına neden olmaktadır. Bütün bu durumları göz önüne alan bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Program, problemi zaman ve iletkenlik değişimlerine bağlı olarak inceleyebilir. Program üzerinde yapılan çalışmalarla, izolatörlerin yüzeyi üzerindeki alan şiddeti değişimleri, arka seri kir direnci değişimleri ve atlama gerilimleri hesaplanarak grafikleri çizdirilmiş ve başka araştırmacıların sonuçlarıyla karşılaştınlmıştır. Anahtar Kelimeler: İzolatör, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Kirlenme Atlaması, Atlama Denklemi, Dinamik Model.

Distributed meandering resonator add-drop filters in silicon photonic integrated circuits design, fabrication and analysis

Add-drop filters (ADF) based on meandering loop mirrors (MLMs) and resonators based on MLMs are designed, fabricated, and analyzed using silicon integrated photonics circuit (Si-PIC) technology for operation in the standard near-infrared (near-IR) telecommunication band. Optical waveguides, directional couplers, MLMs, meandering resonators (MRs), antisymmetric meandering resonators (AMRs), and symmetric meandering resonators (SMRs) with symmetric and antisymmetric directional couplers are utilized as a function of the directional coupler length to scan the desired near-IR telecommunication band. A silicon on insulator (SOI) platform is used to realize strip waveguides in transverse electric (TE) mode polarized single mode configuration. The structures' design is based on numerical simulations using a photonics design kit and resulting geometry of the structures were incorporated into the photonics layout for fabrication by e-beam lithography. After the writing of the silicon strip waveguide, and before oxide deposition, the photonic structures were imaged with scanning electron microscopy (SEM) to physically characterize the fabricated devices. Surface gratings are used to couple in and out of these photonic structures with single mode optical fibers. The excitation source for the spectral measurement of the device transmission is a tunable laser operating in the 1500 – 1580 nm wavelength range. The transmission signals in logarithmic (dB) scale are detected in the same experimental region using calibrated near-IR photodetectors. The data is acquired by a control and data acquisition computer. The experimentally measured transmission spectra are analyzed. To make the results more reader friendly, the spectra are color coded: port number 1,2,3 are utilized as outputs and colored as green, blue, and red, respectively. The reflection and transmission intensities are v plotted in logarithmic (dB) scale. The free spectral range (FSR), quality factor (Q-factor), mode split, insertion loss (IL), extinction ratio (ER), and slope rate (SR) are deduced from experimentally measured spectra. To understand the actual spectral response, we first analyzed the spectra. Since the input and outputs of the devices had to be connected to the grating couplers, to couple in and out from the optical fibers, the measurement responses are always modulated by the grating coupler responses. First, we analyzed the wavelength dependence of a DC, one of the basic elements used in our designs. Then we look at the MLM spectral response, which incorporates a directional coupler. After developing the understanding of directional coupler and the MLM, we moved to the analysis of the spectral responses of more complex structures with ADF, MLM, DC- MR, DC-SMR, DC-RMR, SC-MR, and DC-AMR. The general response of a tunable mirror is observed for the MLMs. DC-MR shows the behavior of a Fabry-Pérot resonator with power distributed according to the coupling constants. DC-RMR shows the behavior of RE-MZI. SC-MRs show the typical Fabry-Pérot response. The DC-AMRs show the typical spectra like the coupled resonator induced transparency (CRIT), the analogue of the electromagnetically induced transparency (EIT) spectral responses. Whereas the DC-SMRs show the mode split Fano resonance spectral responses. The figures of merits (FOMs) are given as the best result achieved for each design. The devices themselves have almost no insertion loss and the loss mechanism almost directly comes from the surface grating couplers -in and out- for all structures. SC-MR has an FSR of 1.6 nm with a best Q-factor of 19000, has an extinction ratio of 23 dB and a slope rate of 163 dB/nm. SC-MR has an FSR of 1.1 nm with a best Q-factor of 12000, has an extinction ratio of 30 dB and a slope rate of 307 dB/nm. DC-SMR has an FSR of 2.05 nm with a best Q-factor of 10000, a mode split of 1.1 nm, has an extinction ratio of 27 dB and a slope rate of 450 dB/nm. DC-AMR has an FSR of 1.83 nm with a best Q-factor of 40000, a mode split of 0.1 nm, has an extinction ratio of 33 dB and a slope rate of 872 dB/nm. DC-RMR has an FSR of 3.6 nm with a best Q-factor of 8000, a mode split of 1.1 nm, has an extinction ratio of 29 dB and a slope rate of 183 dB/nm. In all of our designs we introduced a subsection of a waveguide with a specific length, if the vi round-trip optical path length is increased by increasing the length of the subsection, these devices can even be used for dense wavelength division multiplexing (DWDM) applications, which should have a spacing of 0.2 nm at 1550 nm. These results show that proposed devices, ADF-MLM, ADF resonators are good candidates for WDM applications, but still further modifications are required to be used as novel integrated photonic elements for optical communication, computation, and sensing.

Molecular beam epitaxy and characterization of doped topological insulators for spintronics and quantum anomalous hall effect applications

Topological insulators are highly valued for their distinctive electronic properties, particularly their topologically protected surface states. Among TIs, Bi2Te3 stands out due to its large bulk band gap. The realization of topologically protected surface states is largely dependent on the quality of deposited thin films. However, the epitaxial growth modes, thickness, and phase segregation of Bi2Te3 and its Sb-doped variant remain inadequately understood. Our study aims to elucidate the effects and importance of growth kinetics on the quality of thin films deposited, including deposition rates, annealing time, substrate temperature, and growth duration. We employed techniques such as X-ray diffraction, X-ray reflectivity, and atomic force microscopy for structural characterization, X-ray photoelectron spectroscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy for electronic characterization, and Raman spectroscopy for optical characterization. We explored two main avenues. First, we investigated the impact of growth rate on strain in Bi2Te3 thin films by varying the flux of deposited material. Second, we examined the effect of doping levels in Sb-doped Bi2Te3. In both investigations, all other growth parameters were kept constant. In our analysis we observed an undesirable secondary phase peak at 015 in both Bi2Te3 and Sb-doped Bi2Te3 films. For Bi2Te3 films, reducing the growth rate nearly eliminated this secondary phase. In Sb-doped Bi2Te3, increasing the Sb flux achieved a similar result. In both cases, pronounced thickness fringes indicated coherence between the film surface and the substrate. Our research underlines the capability of our deposition system to achieve high-quality growth and fine-tuned control over the properties of Bi2Te3 and its Sb-doped films, demonstrating significant potential for future electronic and spintronic applications.

Color optimization and diffusion-based post-processing to obtain sharper images without compromising R-D performance in learned image compression

In the digital era, efficient storage and transmission of visual signals have become paramount due to the explosive growth in multimedia content. The need for advanced image compression methods is driven by increasing image resolutions and the limitations of traditional codecs in terms of flexibility and adaptability. In the first part of this thesis, we introduce a flexible method for coding color images in the YCrCb space, addressing the human visual system's greater sensitivity to the luma component over chroma components. We extend the variable-rate image coding approach to YCrCb images, enabling separate rate adjustments for luma and chroma components. By implementing image-adaptive luma-chroma bit allocation during inference, we can increase Y PSNR at the expense of slightly lower chroma PSNR, resulting in sharper images without introducing color artifacts. This strategy enhances image sharpness more effectively than optimizing for RGB PSNR alone. Our experimental results demonstrate that sharper images with better VMAF and Y PSNR can be obtained by optimizing models for YCrCb MSE compared to state-of-the-art models optimizing RGB MSE at the same bpp. In the second part, we explore the use of diffusion models for post-processing in wavelet-based image codecs. Diffusion models, a type of deep generative models, have shown great promise in various domains, including inverse problems in image processing. They are particularly effective at producing visually pleasing textures. By integrating a fixed, invertible transform with a learned entropy model and a diffusion-based post-processing module, we demonstrate enhanced visual quality without compromising the rate-distortion performance. Our experimental results show that sharper images with better perceptual quality and YCrCb PSNR can be obtained compared to state-of-the-art classic and learned codecs.

İki boyutlu mikrostrip hatların zaman domeninde sonlu farklar (FDTD) metodu ile analizi

II ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ İKİ BOYUTLU MİKROSTRİP HATLARIN ZAMAN DOMENİNDE SONLU FARKLAR (FDTD) METODU İLE ANALİZİ Yavuz EROL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2001, Sayfa : 67 Bu tezde elektromanyetik problemlerin çözümünde kullanılan sayısal yöntemlerden biri olan Zaman Domeninde Sonlu Farklar (FDTD) metodu ile iki boyutlu mikrostrip hatların analizi için gerekli ön bilgiler verilerek iki boyutta elektromanyetik dalga yayılımının zamana bağlı değişimi incelenmiştir. FDTD metodu ile elektromanyetik problemlerin çözümü yapılırken önce Maxwell denklemlerine ait rotasyonel bağıntıları Taylor serisinden faydalanılarak merkezi sonlu farklar açılımı ile ayrıklaştırılmıştır. E veH alanlarına ait denklemler uygun parametreler kullanılarak bilgisayarda iteratif olarak çözdürülmüş ve Yee hücresindeki her bir alan bileşenin zamana ve konuma göre değişimleri tek ve iki boyutlu yapılarda incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yee Hücresi, FDTD, Mikrostrip Hat, Gauss Darbesi.

Lineer asenkron motorun vektör kontrolü

n ÖZET DOKTORA TEZİ LİNEER ASENKRON MOTORUN VEKTÖR KONTROLÜ Hüseyin ALTON Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2001, Sayfa:132 Bu tezde, sözde tek boyutlu manyetik alan analizi metodu yardımıyla bir lineer asenkron motora ilişkin kontrol amaçlı uygun bir matematiksel model elde edilmiştir. Bu model kullanılarak motorun, bilgisayar aracılığıyla vektör kontrolü simulasyonu yapılmıştır. Uygun bir matematiksel model elde etmek için, motora olumsuz yönde etki eden boyuna uç etkisi, enine kenar etkisi, deri etkisi ve malzemenin manyetik doyma etkisi göz önünde bulundurulmuştur. Bunun için, lineer hareket yapan elektromanyetik sistemlerin, uygulamadaki ve literatürdeki yeri araştırılarak ortaya konmuştur. Bunun yanı sıra, yapılan literatür araştırmasında, bu sistemlerde kullanılan çözüm tekniklerinden, doğrudan manyetik alan çözüm yöntemi olan sözde tek boyutlu alan çözümleme metodunun, model olarak ele alınan ve Fırat Üniversitesi Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Bölümü, Elektrik Makinaları Laboratuarında mevcut bulunan bir çift yanlı lineer asenkron motor için uygun olacağı yapılan bu tez çalışması ile tespit edilmiştir. İlk olarak motor için bazı varsayımlar yapılarak, manyetik alan ile ilgili tek boyutlu bir kısmi diferansiyel denklem elde edilmiştir. Bu denklemin çözümünde uçm etkisi terimleri dahil edilerek, motor için elde edilecek sonuçların uygun olması bakımından eşdeğer hava aralığı, eşdeğer elektriksel iletkenlik ve bunlardan tespit edilen bir iyileştirme faktörü hesaplanmıştır. Daha sonra manyetik alanda güç ve kuvvet hesaplamaları yapılarak, motora ilişkin değişik hız ve frekans değerleri için kurulan eşdeğer devre parametreleri hesaplanmıştır. Model için elde edilen teorik sonuçların doğruluğu, yapılan deney sonuçları ile karşılaştırılarak ortaya konmuştur. Kurulan matematiksel model açısından, teorik ve deneysel sonuçlar arasındaki hata yüzdesi %5 ile %10 arasında değiştiği tespit edilerek, sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğu gösterilmiştir. Kontrol amaçlı elde edilen lineer asenkron motorun matematiksel eşdeğer devre modelindeki parametreler, döner asenkron motorun eşdeğer devre parametrelerinden farklı olarak, lineer asenkron motorun sonlu uzunluktaki yapısı nedeniyle hız ve frekansa göre değişimleri, vektör kontrolü simulasyonu yapılan bu motorun kontrol algoritmasında göz önünde bulundurulmuştur. Döner asenkron motorun vektör kontrolü için tasarımlanan akım, hız ve akı kontrolörlerinden farklı olarak, lineer motorun vektör kontrolü için elde edilen eşdeğer devre modelinin değişken parametrelerinden yararlanılarak, simulasyon için, uygun kontrolör tasarımları yapılmıştır. Bilgisayar ortamında lineer asenkron motorun vektör kontrolünü yapmak için MATLAB/SIMULINK programından yararlanılmıştır. Modelin hıza ve frekansa göre parametre değişimlerini göz önünde tutmak ve daha hassas sonuçlar almak için SIMULINK programında look-up tabloları kullanmak yerine, toolbox 'lardan oluşan vektör kontrolü programıyla on-line çalışan MATLAB program editöründe bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Lineer İndüksiyon Motorları, Lineer Asenkron Motorlar, Lineer Elektrik Makinaları, Vektör Kontrolü.

Novel system designs for future mmwave communication networks

The advent of next-generation communication systems, has spurred a demand for innovative approaches to overcome the limitations of traditional wireless technologies. This thesis investigates novel system designs for future millimeter-wave (mmWave) communication networks, focusing on improving bit error rate (BER), achievable rate, energy efficiency, and communication coverage. With mmWave technology promising enhanced bandwidth and data throughput, the challenges posed by severe path loss and signal attenuation in these high-frequency bands necessitate the use of advanced techniques, such as large antenna arrays, index modulation (IM), and reconfigurable intelligent surfaces (RISs). The first part of this thesis introduces cluster index modulation (CIM), a novel IM scheme tailored for more realistic mmWave environments compared to existing IM schemes. CIM leverages the spatial separation of clusters and indexes distinct propagation paths to improve BER performance. This concept is extended with a hybrid beamforming architecture and further explored within an RIS-aided framework, demonstrating the potential of CIM to enhance spectral and energy efficiency in complex mmWave environments. To address the high cost and power demands associated with large antenna arrays, this thesis proposes the Plug-In RIS, a fully passive and low-complexity solution tailored for blockage mitigation in mmWave networks. This standalone RIS operates without the need for decoupling end-to-end channel, providing a cost-effective alternative for coverage enhancement in dead zones. Additionally, a comprehensive design framework for both BS-side and UE-side RIS deployments is presented, offering insights into optimal placement strategies for different application scenarios and highlighting practical design considerations in RIS control and configuration. The latter part of the thesis focuses on beyond-diagonal RISs (BD-RISs), an advanced RIS structure integrated with the base station to enable efficient passive beamforming. A BD-RIS provides high beamforming gains comparable to those of active antenna arrays but with significantly lower energy consumption, making it a valuable solution for 6G applications requiring enhanced coverage and energy efficiency. Although primarily focused on communication performance, BD-RIS is also shown to support applications in single-anchor localization, where high beamforming gain is crucial for accurate positioning. In summary, this thesis contributes to the development of novel system designs for mmWave networks by presenting innovative modulation schemes, energy-efficient RIS designs, and advanced beamforming techniques. The findings provide a foundation for future research in scalable, cost-effective solutions that meet the stringent requirements of next-generation wireless networks.

Manyetik alanların insana olan etkisinin istatistiksel analizi

Bu tezde, manyetik alanların insan sağlığına olabilecek etkileri istatistiksel bir çalışmayla araştırılmıştır. Sonuç olarak, elektromanyetik alanların insanlarda baş ağrısı, aşırı sinirlilik, gözlerde rahatsızlıklar, uyku düzensizliği, refleks azalması, yorum yapma yeteneğinde azalma, kulakta işitme kaybı ve çınlama, yüz derisinde çatlaklar ve soyulmaya neden olabileceği sonucuna varılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Elektromanyetik dalgalar, İnsan sağlığı, SAR.