2,881
Archived Theses
3
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Biyomedikal işaretlerin sınıflandırılması için akıllı tekniklerin Labview ortamında gerçeklenmesi
Bu tez çalışmasında, biyomedikal işaretler kullanılarak elde edilen veri kümesinden, kişinin hasta mı yoksa sağlıklı mı olduğunu tespit edebilmek için akıllı hesaplama yöntemleri kullanılarak yeni sınıflandırma algoritmaları geliştirilmiştir. Bu algoritmalar, literatürde kullanımı gittikçe yaygınlaşan ve bir görsel programlama dili olan LabVIEW programı kullanılarak geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen tez çalışması genel olarak iki kısımdan oluşmuştur. İlk kısımda LabVIEW'in çalışma performansı MATLAB ile karşılaştırılmıştır. Bunun için literatürde boyut azaltma algoritmalarıyla özellik seçimi yapmayı sağlayan; Temel Bileşen Analizi (TBA), Doğrusal Ayrıştırma Analizi (DAA) ve Kernel Temel Bileşen Analizi (KTBA) kullanılmıştır. Sınıflandırma algoritmalarından ise Destek Vektör Makinesi (DVM) kullanılmıştır. Sınıflandırma performanslarının her iki programlama dili için de yaklaşık aynı oranda çıkması, LabVIEW'in hem hızlı ve hem de kolay programlanabilir bir yapıya sahip olması ve bu tezde kullanılması önerilen modellerin daha önce LabVIEW ortamında yapılmamış olmasından dolayı tez çalışmasında LabVIEW programlama dili kullanılmıştır. İkinci kısımda ise, farklı özellikteki verilerin DVM ile doğrusal bir şekilde ayrılabilmesine imkân sağlayan çekirdek fonksiyonunun seçim zorluğunu giderebilmek amacıyla, iki farklı sınıflandırma algoritması önerilmiştir. Doğrusal yolla ayrım yapılması mümkün olmayan veri örneklerini sınıflandırmak için çekirdek fonksiyonları kullanılmaktadır. Çekirdek fonksiyonları, doğrusal olmayan bir haritalama ile verileri daha yüksek boyutlu ve doğrusal olarak ayrılabilecekleri bir özellik düzlemine aktarırlar. Farklı çekirdek fonksiyonlarının Makine Öğrenmesi (MÖ) algoritmalarında kullanımlarında, farklı sinyaller için sistemin başarısı da değişmektedir. Bu durum, her sinyal için farklı çekirdek fonksiyonu kullanılmasına neden olmaktadır. Fakat, sinyal analizi için bağımsız çekirdek fonksiyonu kullanımı ve iyi başarı oranı ile sınıflandırma yapılması arzu edilen bir durumdur. Bu amaçla tez çalışmasında, LabVIEW ortamında farklı çekirdek fonksiyonlarının analizleri için mevcut akıllı hesaplama yöntemlerinin iyi özelliklerini bir arada tutacak şekilde seri TBA-DAA-DVM (Temel Bileşen Analizi-Doğrusal Ayrıştırma Analizi-Destek Vektör Makinesi), paralel TBA-DAA-DVM, seri KTBA-DAA-DVM (Kernel Temel Bileşen Analizi-Doğrusal Ayrıştırma Analizi-Destek Vektör Makinesi) ve paralel KTBA-DAA-DVM yöntemleri önerilmiştir. Önerilen yöntemler kullanılarak, göğüs kanseri verileri ve EEG işaretleri için performans analizleri yapılmıştır. Ayrıca, geliştirilen sistemin doğruluğunu test etmek ve modellerin ezber bir eğitim yapmadığını göstermek amacıyla, eğitim verileri için hem holdout hem de çapraz doğrulama yöntemleri kullanılarak sınıflandırma performansları incelenmiştir. Elde edilen sonuçların yakın çıkması, geliştirilen sistemin ezber bir eğitim yapmadığını göstermiştir. Bu yöntemlerle sınıflandırma doğruluğu elde edilen sisteme, eğitim ve test aşamasında hiç kullanılmamış yeni bir veri girildiğinde, bu verinin hasta bir kişiye mi yoksa sağlıklı bir kişiye mi ait olduğu hakkında seçim yapabilmektedir. Bu tez çalışmasıyla, herhangi bir biyomedikal işarete (Elektroensefalografi-EEG, göğüs kanseri) ait verinin sağlıklı-hasta ayrımının yapılması ve sınıflandırılması için kolay ve etkili bir yöntem, farklı bir programlama diliyle sunulmuştur. Ayrıca, bu tez çalışmasında sınıflandırma haricinde; Elektrokardiyogram (EKG) verilerinden kalp atım hızı tespiti ve kan basıncı verilerinden de tansiyon tespiti yapılmıştır. EKG verilerinden elde edilen sonuçlar Amerikan Kalp Derneği standartlarına göre, kan basıncı verileri için elde edilen sonuçlar ise Dünya Sağlık Örgütü Uluslararası Hipertansiyon Komitesi standartlarına göre yorumlanmıştır. Bu tez kapsamında, LabVIEW ortamında gerçekleştirilen algoritmalar ve yeni bir veri için elde edilecek durum tespiti, literatüre yenilikçi bir katkı sağlamıştır.
Tek fazlı matris dönüştürücünün AA-AA frekans dönüştürücü ve AA-DA doğrultucu olarak çalışmasının incelenmesi
Günümüzde iklim değişikliğinin en önemli nedenlerinden olan, sera etkisi (küresel ısınma) yapan gazların azaltılması uluslararası toplumun ortak paydalarından biri haline gelmiştir. Sera etkisine; ısınma, sanayi ve motorlu taşıtlardan kaynaklanan yanma reaksiyonu neden olmaktadır. Motorlu taşıtlardan kara taşıtları bu zararlı emisyonların en önemli üreticisidir. Çevre ve ekosistem üzerindeki bu zararlı emisyonları azaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak için fosil yakıt kullanan sistemler yerine elektrik kullanan sistemlerin yaygınlaştırılmasına çalışılmaktadır. Bu amaçla son yıllarda elektrikli araçlar konusunda yapılan çalışmalarda bir yoğunlaşma görülmektedir. Günümüzde elektrikli araçlarda; bakım gereksiniminin az olması, tozlu ve patlamalı ortamlarda çalışabilmeleri, birim hacim başına elde edilen yüksek güç yoğunlukları nedeniyle en çok kullanılan motorlar sürekli mıknatıslı doğru akım motorları olmuştur. Ancak son yıllarda sürekli mıknatıs pazarının Çin'in monopolüne geçmesi ve bu mıknatıslar elde edilirken kullanılan radyoaktif madde ve toksik asitlerin insan sağlığında oluşturduğu olumsuzluklar Dünya Sağlık Örgütünün, bu motorların üretimine müdahil olma sonucunu çıkarmış ve kısıtlar gelmeye başlamıştır. Bu nedenlerle literatürde, elektrikli taşıtlarda sürekli mıknatıslı motor yerine senkron motorların kullanılmasını sağlayacak fırçasız sistemler ile ilgili çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu bağlamda fırçasız sistemler için dönen trafo ve bu trafoyu besleyen kaynak olarak da tek fazlı matris dönüştürücüler literatürde incelenmeye başlanmışlardır. Tek fazlı matris dönüştürücüler, DA ara devrenin olmaması nedeniyle son yıllarda indüksiyonla ısıtma sistemlerinde de ele alınmaya başlanmışlardır. Bu çalışmada; tek fazlı matris dönüştürücünün, tek fazlı bir eviriciye göre avantajları ortaya konulmuş, devre topolojisi verilmiş, tek fazlı matris dönüştürücünün AA-AA frekans dönüştürücü ve AA-DA doğrultucu olarak çalışma durumu incelenmiştir. Ayrıca tek fazlı matris dönüştürücüde güvensiz komutasyon modeli incelenmiş, güvensiz komutasyon modelini güvenli hale getirmek için literatürdekinden farklı bir yaklaşım getirilmiştir. Literatürdeki güvenli komutasyon modellerinin sadece çıkış frekansı, giriş frekansının katları olduğunda doğru sonuç verdiği görülmüş, bu olumsuzluğu gideren ve giriş frekans değerleri üstünde ve altında modele yeni bir ölü zaman ekleme algoritması geliştirilmiştir
Fotovoltaik panellerin üzerindeki toz yoğunluğunun görüntü işleme ile tespiti
Her geçen gün enerji talebindeki artış, alternatif enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu kılmaktadır. Fotovoltaik (FV) alternatif enerji yöntemlerinin başında gelmektedir. FV sistemlerin verimliliği, sıcaklık ve panel kirliliği gibi çevresel faktörlerden önemli ölçüde etkilenmektedir. FV sistemlerin performansını arttırılmasında olumsuz etkenlerin tespiti önemlidir. Bu tez çalışmasında FV panellerdeki kirlik görüntü işleme teknikleri kullanılarak tespit edilmeye çalışılmıştır. Çalışma FV sistemin kurulması, elektriksel verilerin ve görüntülerin alınması, görüntü işleme yazılımın geliştirilmesi ve sonuçların değerlendirilmesi olarak dört aşamada gerçekleştirilmiştir. FV sistemde biri doğal kirlenmeye bırakılan, diğeri ise referans değerler için kullanılmak üzere sürekli temiz tutulan iki adet özdeş panel kullanılmıştır. Elde edilen elektriksel verilerden yapılan hesaplamalar ile görüntü işleme sonuçları tablo ve grafiklerle ayrı ayrı gösterilmiş ve aralarındaki ilişki değerlendirilmiştir.
Merkezi örüntü üreteci ile robot balığın üç boyutlu hareketinin akıllı denetimi
Balıklar hızlı yüzebilme, ani ivmelenme ve üstün hareket kabiliyeti gibi özellikleri ile doğadaki en iyi yüzücülerdir. Balık türü bir sualtı robotu ürettiği tahrik kuvveti ile klasik pervaneli bir sualtı aracına göre daha hızlı, sessiz ve düşük güç tüketimi ile yüzebilmektedir. Bahse konu olan özellikler göstermektedir ki, çok eklemli kuyruk mekanizmasına sahip bir sualtı robot tasarımı için balıklar uygun bir biyolojik örnek olarak kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, iki eklemli esnek kuyruk mekanizmasına sahip, üç boyutlu olarak otonom bir şekilde yüzebilen, Carangiform türü biyomimetik bir robot balık prototipi geliştirilmiş ve önerilen biyomimetik denetim yapısıyla robot balığın üç boyutlu hareketlerinin akıllı denetimi gerçekleştirilmiştir. Prototipin benzetim çalışmalarını yapmak ve denetim algoritmalarını tasarlamak amacıyla robot balığın üç boyutlu 6 Serbestlik Dereceli (SD) doğrusal olmayan matematiksel modeli elde edilmiştir. 6-SD model, robot balığın üç boyutlu uzayda hareketini tanımlamaktadır. Matematiksel modeli elde etmek için Lagrange yöntemi kullanılmış ve suyun etkilerini gerçekçi bir şekilde modellemek için kuyruğa etki eden hidrodinamik kuvvetler bulunmuştur. Robot balık prototipi gerçek bir Carangiform türü sazan balığının morfolojik özellikleri dikkate alınarak tasarlanmıştır. Prototipin hareket denetimi için Lamprey türü balıkların omurilik sinir hücrelerinden esinlenilerek tasarlanan Merkezi Örüntü Üreteci (MÖÜ) modeli kullanılmıştır. Sinirsel Lamprey MÖÜ modeli tek yönlü zincir bağlı osilatör dizilerinden oluşturulmuştur. Bu model ile robot balığın eklemlerindeki servo motorlar için gereken sürekli salınımlı, ritmik, sinüzoidal sinyaller elde edilmiştir. Robot balığın kapalı çevrim denetim yapısını oluşturmak için Lamprey duyusal sinir hücresi modeli kullanılmış ve tasarlanan iki farklı bulanık denetleyici ile prototipin Merkezi Sinir Sistemi (MSS) modeli geliştirilmiştir. Önerilen yöntemlerin doğruluğunu sınamak için robot balık prototipinin hem benzetim ortamında hem de deneysel bir havuzda açık ve kapalı çevrim analizleri yapılmıştır. Açık çevrim deneylerde, prototipin ileri yön ve dönüş hareketleri analiz edilerek robot balığın karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Kapalı çevrim denetim yapısı ile sapma açısı, engellerden sakınarak otonom yüzüş ve engellerden sakınarak sapma açısı denetimleri için deneyler gerçekleştirilmiştir. Böylece, robot balık prototipinin karakteristik özelliklerine bağlı ileri yön ve dönüş hareketlerinin duyusal geri beslemeli kapalı çevrim denetimleri sağlanmıştır. Ayrıca, robot balığın ağırlık merkezi denetim mekanizması ile yukarı/aşağı hareketlerini sağlayan yunuslama açısının denetimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan benzetim ve deneysel çalışmalar ile tasarlanan robot balık prototipinin üç boyutlu hareket denetimlerinin etkinliği ve başarımı gösterilmiştir.
Kampüs bilgisayar ağlarında meydana gelen sorunların otomatik tespit edilmesi
Son yıllarda, gelişen teknolojiler ile birlikte internet kullanımı da yaygın hale gelmiştir. Sosyal medya başta olmak üzere birçok ihtiyaç için internet kullanılmaktadır. Günümüzde ev ve ofislerde kullanılan elektronik cihazların uzaktan kullanımı için de internet gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, internet erişimi sağlayan ağ cihazlarında ve bu cihazların hatlarında oluşabilecek temel arızaların erkenden tespit edilebilmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem üniversite kampüsü ortamında gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda geliştirilen yazılım ile ağ cihazlarından belirli veriler gerçek zamanlı olarak alınmıştır. Alınan ham veriler üzerinde ön işlem yapılarak analiz için uygun hale getirilmektedir. Bu amaçla makine öğrenmesi yaklaşımlarından faydalanılmıştır. Uzman görüşü ile etiketlenen veriler eğitim için kullanılmış, daha sonra alınan veriler Karar Ağaçları, Destek Vektör Makinesi ve Naive Bayes makine öğrenmesi metodları ile sınıflandırılmıştır. İnternet hattında oluşabilecek arızaların giderilmesi uzun süre ve iş yükü gerektirmektedir. Geliştirilen bu yöntem sayesinde, üniversite kampüs ortamında oluşabilecek arızaların erken tespit edilmesi sağlanarak bakım çalışmaları yapılmaktadır.
Kaotik sistemlerin labview ortamında gerçek zamanlı senkronizasyonu ve güvenli haberleşme uygulamaları
Günlük yaşamda düzensizliği ifade etmede kullanılan kaos kelimesi, akademik çalışmalarda doğrusal olmayan sistemlerin içerisinde bulundukları karmaşık durumu ifade etmek için kullanılır. Kaos durumu genel olarak kararsızlık ve bir düzensizlik olarak düşünülse de kaotik davranışa sahip sistemler kendi içerisinde bizim belirleyemediğimiz bir düzene sahiptir. Kaotik sistemler, başlangıç şartlarına hassas duyarlılık gösteren periyodik olmayan davranışlar sergileyen ve ölçülemeyecek karmaşıklıkta olan sistemler olarak tanımlanabilir. Kaotik sistemler gürültü benzeri geniş ve dağınık bir spektruma sahiptirler. Mühendislikte kullanılan bu kaotik sistemlerin istenilmeyen kaotik davranışlarını engelleyen çeşitli mekanizmalar ve algoritmalar geliştirilmiştir. Kaotik sinyaller güvenli haberleşmede, internet bankacılığında, veri şifrelemede, lazer gücünün arttırılmasında, elektronik devre çıkışlarının senkronize edilmesinde, görüntü sıkıştırma işleme ve iletmede, güç elektroniği devrelerinde ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Mühendislik alanında sıkça kullanılan bu kaotik sistemlerin efektif bir şekilde kullanılması için kaotik davranış sergileyen sistemlerin kaos kontrolünün ve kaotik senkronizasyonunun gerçekleştirilmesine ihtiyaç duyulur. Güvenli haberleşmede ve daha birçok uygulamada literatürde bulunan Lorenz, Chen, Sprott vb. kaotik sistemler kullanılır ve bu kaotik sistemlerin eş zamanlı bir şekilde çalışmaları açısından senkronize edilmeleri gerekir. Birçok haberleşme uygulamasında kullanılan bu kaotik sistemlerin senkronizasyonu birçok farklı senkronizasyon yöntemi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu tez çalışmasında literatürde mevcut olan kaotik sistemler incelenmiş ve bu sistemlerin kaotik benzetimleri yapılmıştır. Kaotik benzetimler vasıtasıyla sistemlerin master-slave senkronizasyonları gerçekleştirilmiştir. Senkronizasyon çıktıları hem benzetim bazında hem de gerçek zamanlı uygulama bazında elde edilmiştir. Bunlara ek olarak senkronizasyonu gerçekleştirilen kaotik sistemler arasında güvenli haberleşme uygulamaları gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.
Nötrozofik mantığın görüntü bölütleme ve örüntü tanıma alanlarındaki yeni uygulamaları
Latince'den tarafsız anlamında "neuter" ve Yunanca'dan beceri/bilgelik anlamında "sophia" kelimelerinden oluşan "Neutrosophy" Nötrozofi, 1980 yılında Smarandache tarafından tanıtılmıştır. Nötrozofi, felsefenin, mantığın, küme teorisinin, olasılık ve istatistik bilgisinin bir araya getirildiği bir felsefe dalıdır. bir varlık ya da olay olarak tanımlansın; bu durumda , olmayanlar ve ise 'nın tersidir. Nötrozofi, belirsizliği temsil eden adlı yeni bir kavram sunmaktadır. Ayrıca , ne ne de olarak tanımlanamaz. Nötrozofi, t'nin doğru, i'nin belirsiz ve f'nin yanlış olduğu önermesine dayanan bulanık mantığın bir genelleştirilmesidir. t, i ve f; T, I ve F aralıklarından gerçek değerlerdir ve bunlar üzerinde hiçbir kısıtlama yoktur. Nötrozofi, belirsizlik bilgisine sahip olduğundan bulanık mantık ile çözülemeyen birçok problem nötrozofik mantık ile çözülebilmektedir. Bu tez çalışmasında nötrozofik mantık kullanarak görüntü bölütleme ve örüntü tanıma alanlarında yeni yöntemlerin eklenmesi ve var olanların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Önerilen algoritmalar ve yöntemler aşağıda belirtilmiştir: • Gürültü ve aykırı veriye sahip veri kümelerinin kümelenmesi için Çekirdek Nötrozofik C-Ortalamalar (ÇNCO) kümeleme yöntemi, • Dengesiz veri kümelerinin sınıflandırılması için yeni bir Nötrozofik Ağırlıklandırılmış Aşırı Öğrenme Makinesi (NAAÖM) yöntemi, • Nötrozofik Küme tabanlı k-En Yakın Komşuluk (NK-k-EYK) sınıflandırıcısı, • Etkili bir görüntü bölütleme algoritması için Nötrozofik Çizge Kesim (NÇK) önerilmiştir. Önerilen bu algoritma ve yöntemlerin başarımını değerlendirmek amacıyla gerçek veri kümeleri, yapay veri kümeleri ve çeşitli görüntüler üzerinde deneysel çalışmalar yapılmıştır. Deneysel çalışmalar, önerilen yöntemlerin gürültü ve aykırı veri noktaları gibi belirsizlik içeren veri kümeleri ve görüntüler üzerinde dayanıklı ve etkin bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir. Bu tez çalışması, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı (BİDEB), 2214/A Doktora Sırası Araştırma Burs Programı kapsamında desteklenmiştir.
Yüksek gerilim izolatörlerinde yüzeysel kaçak akımların anfıs ile hesaplanması
gerilimi altında çalışan yüksek gerilim izolatörleri çevre şartlarından olumsuz etkilenirler. Bu etkilenme neticesinde izolatör yüzeyindeki kir tabakası iletken hale gelerek kaçak akımların oluşmasına sebep olur. Bu kaçak akımlar yağmur, nem vb. durumlarda artarak yüzeysel atlamaları oluştururlar. Bu durum, istenmeyen enerji kesintileri ve ekonomik kayıplar meydana getirmektedir. Yüksek gerilim izolatörlerinin izolasyon vazifesini yeterli bir şekilde yapabilmeleri için izolatör yüzeyindeki kaçak akımları azaltıcı tedbirler almak önem arz etmektedir. Bunun için izolatör yüzeyindeki farklı kir durumlarına göre kaçak akımları tespit etmek gerekir. Laboratuvar ortamında izolatör yüzeyindeki kaçak akımları tespit etmek her zaman mümkün olmadığından farklı yöntemlere ihtiyaç duyulmuştur. Yüzeysel atlama mekanizmasının kompleks oluşu atlama olayının matematiksel izahını zorlaştırmaktadır. Bu sebeple kirli izolatörlerin matematiksel modellenmesinde bazı kabullere ihtiyaç duyulmuştur. Bu çalışmada yüzeysel atlama probleminin çözüm yolları üzerinde durulmuştur. Yüksek gerilim izolatörlerinin kaçak akımlarının, temiz ve kirli durumlar için nasıl değiştiği gözlenmiş, kirlenme atlaması probleminde akıllı yöntemlerin kullanılabilirliği araştırılmış ve yüzeysel kaçak akımlar Karınca Koloni Algoritması ve ANFIS yöntemiyle hesaplanmıştır. Öztürk' ün doktora çalışmasındaki deneysel sonuçlar, Karınca Koloni Algoritması ve ANFIS sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Yüksek Gerilim İzolatörü, Kirlenme Atlaması, Dinamik Ark Modeli, Karınca Koloni Algoritması, Adaptif Bulanık Mantık Çıkarım Sistemi.
Parçacık sürü optimizasyon algoritmasıyla Labview ortamında sonlu impals cevaplı sayısal filtre için gerçek zamanlı pencere fonksiyonu tasarımı
Fourier Serisi yöntemi kullanılarak Finite Impulse Response (FIR) sayısal filtre tasarımı sırasında, keskin kesim frekans bölgesinde oluşan ve istenmeyen Gibbs salınımlarını yok etmek için pencere fonksiyonları kullanılır. Pencere fonksiyonları tasarımı literatürde birçok yöntem kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu tezde, karmaşıklıktan uzak ve güçlü bir grafiksel programlama ortamı sağlayan LabVIEW ile iki farklı ayarlanabilir pencere fonksiyonu tasarımı sunulmaktadır. Aynı zamanda, MATLAB' da Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) kullanılarak alternatif cosh pencere fonksiyonu tasarımı gerçekleştirilmiştir. LabVIEW'in paralel program sürdürebilme özelliğinden faydalanarak tasarımı Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) kullanılarak gerçekleştirilen cosh pencere fonksiyonuna ait veriler LabVIEW ortamına aktarılmıştır ve tasarımları farklı yöntemlerle gerçekleştirilen pencere fonksiyonlarıyla FIR sayısal filtre tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan FIR sayısal filtreler ile LabVIEW ortamına aktarılan EEG sinyali filtrelenerek sonuçlar DAQ (Data Acquisition) kart aracılığıyla gerçek zamanlı görüntülenmiştir. Tasarlanan pencere fonksiyonlarının farklı parametre değerlerindeki genlik spektrumları gözlemlenerek yorumlanmıştır. Anahtar Kelimeler: LabVIEW, Pencere Fonksiyonları, FIR Filtre Tasarımı, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO)
Güç kalitesi olaylarının makine öğrenme teknikleri ile sınıflandırılması
Endüstri sektörü ve yaşam alanları elektrik enerjisinden verimli bir şekilde faydalanmalıdır. Bu amaçla, güç sistemi gerilim ve akım işaretlerinin üst düzey bir şekilde işlendiği ve izlendiği akıllı şebeke kavramı geliştirilmiştir. Böylece, denetleme sistemleri şebekenin hem normal hem de arıza koşulları altında sürdürülebilir şekilde işletilmesini sağlayacak hale gelmektedir. Günümüz endüstriyel ortamı, endüstri 4.0 kavramının da tartışılıyor olması ile birlikte, geçmişte hiç olmadığı kadar ``akıllı'' bir hale gelmiştir. Birçok üretim hattı, aralarında haberleşebilen motor sürücüleri ve tek noktadan denetlenebilen diğer elektrikli cihazlar bütününü içermektedir. Bu bileşenlerin bir çoğu endüstriyel internet olarak da adlandırılan bir internet köprüsü ile birbirlerine bağlı ve iletişim içinde çalışmaktadır. Endüstriyel internet kullanımı ile birlikte daha da gelişen akıllı teknoloji, ``izleme'' (monitoring) sistemlerine duyulan ihtiyacı da beraberinde getirmektedir. Son derece ihtiyaç duyulan ve gelişen bir teknoloji olarak karşımıza çıkan bu izleme sistemleri, arıza tespiti, şebekenin kendini iyileştirmesi ve onarması ve güç kalitesi bozulmalarının çevrimiçi izlenmesi gibi önemli başlıklara çözüm getirmektedir. Geniş çaplı ve karmaşık bir sistem olarak elektrik şebekesi, denetim merkezlerinde, şalt sahalarında, iletim ve dağıtım taraflarında çok çeşitli bileşenler içermektedir. Böylesine karmaşık bir sistemde, izleme süreçleri çok önemli bir rol oynamaktadır. Akıllı ölçüm birimleri, güç kalitesi bozulmalarının izlenmesi amacıyla şebekede dolaşan özellikle gerilim ve akım işaretlerine ait tüm bilgiyi toplamaktadır. Toplanan bu verilerin yorumlanması ile operatöre, teşhis ve önleme adımları atmasını sağlayacak gerekli bilgiler ulaştırılmaktadır. Bu tez çalışması, elektrik şebeke izleme sisteminin en temel kısımlarından birisi olan ve güç kalitesi olay sınıflandırma olarak adlandırılan alana, makine öğrenme perspektifini yansıtarak, bütüncül bir model önermektedir. Bu çalışmada, güç kalitesi olay sınıflandırma gerçekleştiren bir akıllı örüntü tanıma sistemi tasarlanmıştır. Çalışmanın temel yapı taşı olan veri seti, Türkiye genelinde konumlanmış trafo merkezlerinden elde edilmiştir. Ham işaretlerden ayırt edici özniteliklerin elde edildiği, öznitelik çıkarım aşamasında Histogram, Permütasyon Entropi, Yerel Tepe Noktaları sayısı ve anlık zaman bölgesi öznitelikleri kullanılmıştır. Güç kalitesi literatüründe daha önce önerilmeyen bu yöntemlere ek olarak, yaygın olarak tercih edilen Ayrık Dalgacık Dönüşümü öznitelikleri ile de gürbüz bir giriş seti elde edilmiştir. Karar aşamasında, makine öğrenme tabanlı Uç Öğrenme Makinesi ve onun geliştirilmiş versiyonları olan Seyrek Bayes Uç Öğrenme Makinesi ve Ağırlıklandırılmış Uç Öğrenme Makinesi kullanılmıştır. Öğrenmede geriye yayılım kullanan yöntemlerin aksine, döngüsel bir işleyiş içermeyen uç öğrenme makinesi ve geliştirilmiş versiyonları bir çok farklı alanda kullanılmaktadır. Tez sonucunda elde edilen bulgular detaylı olarak analiz edilmiş ve kapsamlı bir değerlendirme yöntemi kullanılarak, önerilen modeller farklı değerlendirme ölçütlerine göre yorumlanmıştır. Tüm analizler MATLAB programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. En iyi performansı gösteren algoritma modeli, kapsamlı bir ürün olarak tezin çıktısını oluşturmaktadır.
Monokristal güneş pili sistemlerinde elektrik enerji analizi
Fosil kaynakların hızlı bir şekilde tükenmesi güneş, rüzgâr, dalga, biokütle, jeotermal, hidrolik ve hidrojen enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına öncülük yapmıştır. Güneş enerjisi kullanarak enerji üretilmesi, yenilenebilir enerji kaynağı uygulamalarından en popüler olanlarından birisidir. Güneş kollektörleri, fotovoltaik hücreler ve güneş bacası uygulamaları, kaynağı güneş olan enerji üretme yöntemlerindendir.Bu tez çalışmasında, özellikle elektrik enerjisi sorunu olan ülkeler için güneş pili panelinden elde edilen düşük DC gerilimi inverter ile entegre ederek yüksek gerilimli ve şebeke frekansında kaynak haline getirilerek kullanıma sunulmaktadır. Bu tür uygulamalar özellikle küçük aletleri çalıştırmak amaçlı olarak sıkça kullanılmaktadır. Mevcut çalışmada güneş paneli kullanılarak elde edilen DC 12 Volt düşük gerilim, 220 Volt 50 Hz'lik şebeke gerilimine çevirerek bir ev aleti çalıştıracak bir sistem oluşturulup çalışma parametreleri ortaya koyulmuş ve detaylıca analiz edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Yenilenebilir enerji, güneş pili, invertör
Yapay zekâ hesaplama teknikleri kullanılarak eşzamanlı jeneratörün en uygun duruma getirilmiş parametre kontrolörü
Bu çalışmada güç sistemi (PS) geçici gerilim tepki artırımları, araştırılmış ve incelenmiştir. Senkron Jeneratörün (SG) komple ve modifiye modeli oluşturulmuş ve bu model ile SG'nin geçici gerilim tepkisi kapsamlı olarak analiz edilmiştir. Senkron Jeneratör Gerilimi kontrolörüne yönelik yeni bir teknik (Parçacık Sürü Optimizasyonu) modifiye yaklaşım ile geçici gerilim tepkisinin düzelebileceği gösterilmiştir. Bu çalışmada, geçici gerilim tepkisini yükseltmek için Otomatik Gerilim Regülâtörüyle (AVR) birlikte konvansiyonel kontrolörleri (PID kontrolörleri) bir yardımcı gerilim kontrolörü olarak kullanmak yerine, PID kontrolörünün parametre değerlerini optimize etmek amacıyla ?Parçacık Sürü Optimizasyonu? kullanılarak yeni bir yaklaşım önerilmektedir (PSO-PIDC).Elde edilen sonuçlar, terminal gerilim tepkisinde dikkate değer artırımlar sağlamaktadır. SG modelinin ikinci derecesine ait İntegral Karesel Hataya (ISE) yönelik olarak elde edilen sonuçlardan görüleceği gibi (terminal gerilim geçici tepki artırımları için ölçümler olarak değerlendirilmiştir) önerilen yeni kontrolör (PSO-PIDC) sayesinde Integrel Karesel Hata değeri 22,25'ten (kontrolörsüz) 1,109'a düşürülmüştür. Modelleri tasarlamak için Matlab Simulink kullanılmış, programların tamamı MATLAB-programında yazılmıştır.
Fiziksel optik yöntemi kullanılarak basit ve karmaşık şekilli nesnelerin radar kesit alanı hesaplanması
Bu çalışmada herhangi bir şekle sahip, basit ve karmaşık geometrili cisimlerin Radar Kesit Alanları (RKA) fiziksel optik (FO) yöntemi yardımıyla MATLAB programı kullanılarak hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar radarın verici ve alıcı anteninin aynı olduğu veya birbirine yakın olduğu, monostatik durum için hesaplanmıştır. Ayrıca RKA hesaplanırken hedefin yüzeyine bağlı kırınımlar göz önünde bulundurulmamıştır.İlk başta levha, kutu gibi basit şekilli hedefler daha sonra insansız hava aracı, F-16 savaş uçağı, X-29 uçağı gibi karmaşık şekilli nesneler MATLAB'da modellenerek RKA'larının açıya bağlı değişimi gözlemlenmiştir.Fiziksel optik metodu ile hedef gövdeleri küçük üçgen parçalara bölünmüş ve her bir üçgen yüzeyden saçılan alanlar açılarına göre vektörel olarak toplanarak toplam radara yansıyan alan elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Radar, radar kesit alanı (RKA), yüksek frekans metotları, fiziksel optik (FO), monostatik
Güç transformatörlerinin standartlara göre termal analizi
Son yıllarda doğrusal olmayan akım çeken yüklerin sayısının artması güç kalitesini olumsuz etkilemektedir. Bu yüklerden kaynaklanan harmonik akımlar transformatörlerde kayıpların artmasına ve ısı artışına neden olmaktadır. Transformatörlerin faydalı ömrünü etkileyen ve transformatör yüklenmesini sınırlayan temel kriter, transformatörün termal performansıdır. Transformatörün termal performansının en önemli parametresi de sıcak nokta sıcaklığı olarak ifade edilmektedir ve genellikle sargıların üst bölgesinde oluşmaktadır. Bu parametrenin, transformatörün yüklenmesinin sıcaklık sınırını temsil ettiği kabul edilir.Sıcak nokta sıcaklığı ile bilgi sahibi olabilmenin en iyi yolu, gerçek en sıcak bölgeye alıcılar yerleştirilmesi ve ölçülen değerlerin transformatör tankının dışına aktarılmasıdır. Ancak bu durum halı hazırda kullanımda olan transformatörler için mümkün değildir. Alıcıların transformatör tasarım ve montaj aşamasındayken yerleştirilmesi gerekmektedir.TEİAŞ'a ait güç transformatörlerinin büyük kısmında, sargı sıcaklığını ölçebilecek bir düzenek bulunmamaktadır. Bu çalışmada IEEE standartları temel alınarak transformatörün üst yağ ve sıcak nokta sıcaklığını tahmin etme yöntemleri anlatılmıştır. TEİAŞ'a ait iki adet güç transformatöründe üst yağ sıcaklıkları ölçülmüş ve teorik değerler ile karşılaştırılmıştır. Sıcak nokta sıcaklığı da IEEE standartlarına göre tahmin edilmiştir. Özet olarak harmoniklerin; kayıplar, üst yağ sıcaklığı değişimi, sıcak nokta sıcaklığı ve transformatörlerin faydalı ömrü üzerindeki etkisi incelenmiştir.Anahtar Kelimeler :Guc Transformatoru, Sıcak nokta, Ust Yağ Sıcaklığı, Harmonikler
DARBE GENİŞLİK MODÜLASYON KONTROLLÜ ÜÇ FAZLI AA KIYICISININ TASARIMI
ÖZET Güç elektroniği alanı, yarıiletken anahtarlama elemanlarının gelişimine paralel olarak popülaritesini her geçen gün artırmaktadır. Öyle ki, elektrik ve elektronik ile alakalı olan tüm sistemlerde güç elektroniği alanına ait farklı uygulamalar kullanılmaktadır. Bu tezin kapsamı, güç elektroniği devrelerinden biri olan üç fazlı PWM alternatif akım kıyıcısının tasarımıdır. AA kıyıcı devreleri temel tanımıyla, sabit bir frekanstaki AA gerilimin frekansını değiştirmeden istenilen genlikte başka bir AA gerilime dönüştürebilen güç elektroniği devreleridir. Doğal komütasyonlu oluşu gibi avantajlı özelliğe sahipken şebeke ve yük tarafında yüksek harmonikler oluşturması gibi dezavantajları da bulunmaktadır. AA kıyıcılar; üniversal motorların yol verme ve hız denetiminde, elektrikli ısıtma gibi endüstriyel sistemlerde sıkça kullanılmaktadır. Ancak bu tarz güç elektroniği devrelerinin belirtilen alanlarda kullanımının artması sonucunda enerji sistemlerinde çeşitli harmonik nedenli kalitesizlikler ortaya çıkmıştır. Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler ile birlikte, kıyıcı devrelerinde önemli gelişmeler sağlamıştır. Yüksek anahtarlama frekanslarında çalışabilen güç elektroniği elemanlarının kullanılması ile kıyıcı devrelerinde Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) metodu kullanılmaya başlanmıştır. PWM kontrollü AA kıyıcı devreleri, bu kıyıcıların olumsuzluklarını azaltmıştır. Bu tezde, yarıiletken güç anahtarlarından IGBT kullanılarak oluşturulan Üç Fazlı PWM AA Kıyıcı benzetimi için verimli bir Histerezis Bant Akım Kontrolörü (HBCC) kullanılarak daha az harmoniğe sahip yük akımları elde edilmiştir. MATLAB yazılımı kullanılarak elde edilen benzetimde kullanılan bu yaklaşım ile olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Üç Fazlı PWM AA kıyıcı tasarımında ise üç fazlı kaynak gerilimine bağlı AA kıyıcı devresinden üretilen yük akım ve gerilim dalga şekilleri elde edilmektedir. Toplam harmonik bozulma değerlerinin sonuçları benzetim ve AA kıyıcı devre tasarımından elde edilmiştir. Bu sonuçlar, algoritmanın performansının analiz edilmesi için birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Alternatif Akım (AA) Kıyıcıları, Histerezis Bant Akım Kontrolörü (HBCC), Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM).
Balon balığı davranışı tabanlı yeni bir metasezgisel optimizasyon algoritması
Bu tez çalışması kapsamında tamamen yenilikçi bir metasezgisel optimizasyon algoritması önerilmiştir. Bu yeni yöntem, Torquigener albomaculosus isimli balon balığı türünün deniz tabanında oluşturduğu dairesel yapılardan esinlenerek oluşturulmuştur. Oluşturulan yenilikçi yöntemin temel parametreleri balon balığının dairesel yapıyı oluşturduğu süreçte gözlemlenen parametreler ile belirlenmiştir. Bu amaçla bu doğal fenomenin gerçekleştirilmesi sürecine detaylı bir şekilde yer verilmiştir. Ayrıca çalışmada optimizasyon kavramı, gelişim süreci ve etkinlik alanları hakkında detaylı bilgilere yer verilmiştir. Bu tezde metasezgisel optimizasyon kavramını oluşturan genel terimler hakkında bilgi verilmiş ve literatürde yaygın olarak kullanılan metasezgisel optimizasyon yöntemleri açıklanmıştır. Tez çalışmasına konu olan balık davranışı, imgeler ve videolar üzerinden detaylı bir şekilde analiz edilmiş ve bu davranışın matematiksel modeli gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan yöntemin başarımını artıracak çeşitli yaklaşımlara da değinilmiştir. Balon balığına ait dairesel yapıların detaylı bir şekilde irdelenmesi sonucu, doğada sıklıkla karşılaşılan altın orana yakınsayan değerler ilk olarak yine bu tez kapsamında belirlenmiştir. Geliştirilen yöntemin performans analizi literatürde sıklıkla kullanılan çok sayıda test fonksiyonu üzerinden gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bir elektrik motorunun birim basamak cevabının iyileştirilmesi amacıyla kullanılan kontrolör yapısının parametreleri de bu önerilen yöntem ile ayarlanmıştır. Metasezgisel optimizasyon algoritmalarının popülaritesi ve kullanım alanları gelişen hesaplama kapasitesine bağlı olarak her geçen gün artmaktadır. Bilim insanlarının doğada yaşayan canlıları etkili ve başarılı bir şekilde izleyebilmelerini sağlayan cihazların yeteneklerine bağlı olarak gelecekte bu eğilimin daha da artacağı tahmin edilmektedir.
Kalıcı mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar türbinlerinin aşırı öğrenme makine tabanlı kontrolü
Bu tez çalışmasında kalıcı mıknatıslı senkron generatörlü bir rüzgar türbininin tam ölçekli kontrolünü gerçekleştirebilecek aşırı öğrenme makinesi tabanlı bir kontrolör tasarlanmıştır. Bir akıllı kontrolörün tasarlanabilmesi için öncelikle kararlı çalışan ve parametrelerinin uygun bir şekilde seçildiği sistemin modellemesi yapılmalıdır. Bu amaçla, temel alınacak sistemin matematiksel modeli ile rüzgar türbinleri ve generatörlere ilişkin bilgiler Bölüm 2 boyunca verilmiştir. Bölüm 3'de sırt-sırta evirici, maksimum güç noktası izleme, faz kilitlemeli döngü, LCL filtre ve transformatör gibi sistemin temelini oluşturan ekipmanlar matematiksel olarak incelenmiş ve modellemeleri gerçekleştirilmiştir. Ek olarak optimal kontrolör tasarımı, darbe genlik modülasyonu, yapay zeka ve aşırı öğrenme makinesi gibi konulara değinilmiş matematiksel altyapıları gösterilmiştir. Bölüm 4'de rüzgar türbininde kontrol sisteminin tasarımı için gerekli aşamalardan bahsedilmiştir. Bu bölümde maksimum güç noktası denkleminin elde edilmesi, LCL filtrenin tasarımı, transfer fonksiyonunun bulunması konuları incelenmiştir. Ardından elde edilen transfer fonksiyonları kullanılarak optimal modülüs ve optimal simetri kriterlerine dayalı PI kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Temel model elde edildikten sonra aşırı öğrenme makinesi adı verilen tek gizli katmanlı yapay sinir ağı kullanılarak yeni bir kontrolör tasarlanmıştır. Kontrolör olarak eğitilen ağın performansını inceleyebilmek için hem hata performansı hem de hız testleri gösterilmiştir. Bölüm 5'de tasarlanan rüzgar türbini sistemi için benzetim sonuçları; generatör tarafında rüzgar türbininin hızı, momenti, maksimum güç noktası izleme, d-q eksen akımları vb. grafikler ile sunulmuştur. Ayrıca şebeke tarafında DA bara gerilimi, d-q eksen akımları, LCL filtre gerilimi ve akımları gibi grafikler de verilmiştir. Geliştirilen aşırı öğrenme makinesi tabanlı kontrolörün sonuçları gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar tartışılmıştır.
Yeni bir denetim algoritmalı paralel aktif güç filtresi ile akım harmoniklerinin azaltılması
Bu tezde, doğrusal olmayan yüklerin neden olduğu harmonikleri gidererek kaynak tarafına yansımasını önlemek ve aynı zamanda reaktif güç kompanzasyonu yapmak için yeni bir kontrol algoritması önerilmiştir. Bu yapı, Adaptif Harmonik Enjekte (AHE) algoritmasını kullanan üç fazlı Paralel Aktif Güç Filtresi kontrol mekanizmasıdır. Önerilen AHE algoritması zaman alanında yeni uyarlanabilir referans akım çıkartma metodudur. AHE algoritması referans akımı belirlemek için kullanılan normalleştirilmiş en küçük kareler yöntemine dayanmaktadır. Sunulan Paralel Aktif Güç Filtresi mekanizması iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama, harmonikli akımları belirlemek için referans akımın çıkarılmasıdır. AHE algoritması referans akımı çıkartmak için harmoniklerin uygun genliklerini ve fazlarını çevrimiçi ve anlık olarak doğru bir şekilde tahmin etmektedir. Tahmin edilen faz ve genlik bilgileri sinüs ve kosinüs değerleri ile çarpılarak istenilen genlik ve fazda bir harmonik değeri elde edilmektedir. İkinci aşamada elde edilen harmonikli akımların sisteme ters fazda enjekte edilmesi için evirici anahtarlama sinyalleri üretilir. Bu amaçla evirici anahtarlama sinyallerinin üretilmesi için gereken kapı işaretleri, akım denetleme yöntemleri yardımıyla elde edilir. Bu çalışmada eviricinin anahtarları için kapı işaretleri, Histerisiz Bant Akım Denetleyici kullanılarak elde edilmiştir. Ele alınan sistemin hem AHE yöntemiyle hem de Senkron Referans Çatı Denetim, Anlık Reaktif Güç Teorisi Denetim ve Hızlı Fourier Dönüşüm Yöntemleri ile benzetim çalışmaları yapılmıştır. Özellikle beş farklı yükün ele alındığı örnek sistemde; yükler önce sırayla ve daha sonra da toplam yükün %50 ve %90'ı devreye alınarak, dört yöntemin dinamik cevabı incelenmiştir. AHE yönteminde THB, sırasıyla %1,2, %1 ve %0,83'e düşmüştür. Diğer üç yöntemde ise THB, IEEE-519 standartlarında önerilen %5 değerinin üstünde kalmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar, bu tezde önerilen AHE yönteminin, harmonik giderme ve reaktif güç kompanzasyonu yapma konusunda oldukça başarılı bir yöntem olduğunu ortaya koymuştur.
Otomatik gerilim regülatör sistemlerinde optimizasyon yöntemleri için yeni bir amaç fonksiyonunun geliştirilmesi
Elektrik güç sistemlerinde güç kalitesine etki eden en önemli parametre sistem gerilimidir. Sistem gerilimi güç sistemi açısından çok kritik öneme sahiptir. Elektrik güç sistemlerinde sistem gerilimi nominal bir sabit gerilim düzeyinde tutulmalıdır. Güç sistemlerinde gerilim kontrolü otomatik gerilim regülatörleri (OGR) ile yapılmaktadır. OGR'ler sistem geriliminin sabit tutulmasını sağlar. Bir OGR sisteminde PID denetleyici parametrelerinin doğru bir şekilde belirlenmesi son derece önemlidir. Bu parametrelerin seçimi için çeşitli optimizasyon teknikleri kullanılır. Bu tekniklerde kullanılan amaç fonksiyonları genellikle ITSE, ITAE, ISE ve IAE'dir. Halbuki amaç fonksiyonunun sisteme, probleme ve kısıtlara göre değişiklik göstermesi gerekmektedir. Dolayısı ile optimizasyonun birden fazla amaç gözetilerek yapılması ihtiyacı ortaya çıkar. Kısıtlı bir süre içerisinde otomatik gerilim regülatörleri için birden fazla amaç gözetilerek en iyi amaç fonksiyonunun elde edilmesi, bir çok amaç fonksiyonlu optimizasyon problemini oluşturur. Bu çalışma kapsamında bir OGR sisteminde optimal PID kazançlarının belirlenmesi için en iyi amaç fonksiyonunu bulma amaçlanmıştır. Birden fazla amacı karşılamak amacıyla ortaya çıkan çok amaç fonksiyonlu optimizasyon problemi, bu çalışma kapsamında belirlenen en uygun skalarizasyon tekniği ile birden fazla tek amaç fonksiyonlu optimizasyon problemine indirgenmiş, indirgenen her bir problem ayrı ayrı eş zamanlı olarak çözülmüştür. Çalışmada optimizasyon yöntemi olarak literatürde yaygın olarak bilinen parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO), karınca kolonisi optimizasyonu (KKO), yapay arı kolonisi optimizasyonu (YAKO) ve optikten esinlenen optimizasyon (OEO) algoritmaları kullanılmıştır. Belirlenen polinomal amaç fonksiyonunun literatürde yaygın olarak kullanılan amaç fonksiyonlarına göre çok daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür.
Kaotik davranışların kararlılık sınır eğrileri yöntemi kullanılarak kontrolü
Bu tez çalışmasında, kararlılık sınır eğrileri yöntemi kullanılarak kaotik davranış gösteren bir sisteme PI kontrolör eklenerek sistemi kaotik davranıştan kurtarmak amaçlanmıştır. Bu amaçla, ilk olarak PID ve PI kontrolörlerin tanımı, temel özellikleri ve matematiksel ifadeleri ile PID kontrolör ayarlama yöntemlerinden bahsedilmiştir. Sonra, kontrol sistemlerinde kararlılık analizine değinilmiş ve doğrusal olmayan sistemlerin doğrusallaştırılarak kararlılık analizlerinin yapılması üzerine örnekler verilmiştir. Ayrıca Routh-Hurwitz Kararlılık Kriteri, Nyquist Kararlılık Kriteri, Kök Yer Eğrileri Yöntemi ve Bode Diyagramı Yöntemi kararlılık metotlarından bahsedilmiştir. Daha sonra kararlılık sınır eğrisi yöntemi matematiksel ifadeler ile tanımlanmış ve PI kontrolörlü doğrusal kontrol sistemlerinde, kararlılık sınır eğrileri uygulama örnekleriyle detaylı bir şekilde elde edilmiştir. Örneklere ait MATLAB/Simulink ortamındaki benzetim sonuçları ayrıca sunulmuştur. Son olarak, kaos kavramından bahsedilmiş ve kaotik davranış gösteren bir sisteme PI kontrolör eklenerek kararlılık sınır eğrileri yöntemiyle sistemin kaotik davranıştan çıkmasını sağlayacak bir PI kontrolör tasarlanmış ve MATLAB/Simulink ortamında benzetimleri, elde edilen sonuçlar ile doğrulanmıştır.
Bir akıllı mikro şebekenin çok amaçlı hibrit meta sezgisel algoritmayla optimizasyonu
Teknolojinin gelişmesi, nüfus artışı, elektrikli araçların kullanımının yaygınlaşması, fosil kaynakların azalması dünya çapında enerji talebini artırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları çevreyle dost olması, doğada bol bulunması, toprak erozyonunu azaltması, yakıt maliyetinin olmaması gibi avantajlarından dolayı yenilenemeyen enerji kaynaklarına alternatif enerji kaynakları olarak görülmüştür. Mikro şebekeler yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji kaynaklarından oluşan şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız çalışabilen küçük güçlü enerji şebekeleridir. Optimizasyon olası tasarım çözümler içinde en uygun çözümü bulmaktır. Fakat bütün optimizasyon teknikleri problem için uygun çözümü bulamaz. Ancak probleme en uygun optimizasyon tekniği uygun çözümü bulabilir Bu çalışmada rüzgâr türbini, güneş paneli, dizel jeneratör, batarya ve yüklerden oluşan bir mikro şebekenin optimizasyonu incelenmiştir. Mikro şebekenin güvenilirlik, çevresel faktörler ve boyutlandırma amaçlı optimizasyonunu yapmak için farklı üç meta sezgisel optimizasyon yönteminden yararlanılmıştır. Bu yöntemler Parçacık Sürü Optimizasyon, Kırlangıç Sürü Optimizasyonu ve Hibrit Parçacık Kırlangıç Sürü Optimizasyonudur. Bu meta sezgisel algoritmalarda parametre analizi yapılmıştır. Probleme en uygun parametreler elde edilmiştir. Bu meta sezgisel optimizasyon teknikleri problemin çözümü için uygulanmış ve simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları her üç optimizasyon için de iyileşmeler göstermiştir. Ancak Kırlangıç Sürü Optimizasyonu enerji kaynaklarını en iyi şekilde optimize etmiştir.
Histopatolojik meme kanseri görüntülerinin evrişimsel sinir ağları kullanılarak sınıflandırılması
Meme kanseri, dünya çapında kadınlar arasında önde gelen kanser tiplerinden biridir. Her yıl birçok meme kanseri hastası geç tanı ve tedaviye bağlı olarak hayatını kaybetmektedir. Bu nedenle meme kanserinin erken teşhisi hayati önem arz etmektedir. X-ray mamografi en çok tercih edilen görüntüleme yöntemi olmasına rağmen kanser teşhisi için tek başına yeterli değildir. Bilgisayar destekli tespit ve teşhis (BDT) yöntemleri, tanı sürecinde radyoloğa yardımcı olmak, hastayı gereksiz ağrıdan kurtarmak amacıyla geliştirilmiş yöntemlerdir. Bu bağlamda literatürde birçok BDT yöntemi bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, görüntü tanımada yüksek performans gösteren derin öğrenme mimarilerinden evrişimsel sinir ağları hakkında detaylı bilgi verilmiş ve BreaKHis veri tabanından alınan histopatolojik meme kanseri görüntülerinin sınıflandırılmasında evrişimsel sinir ağları kullanılmıştır. Ayrıca doku tabanlı görüntü tanımada öncelikli olarak tercih edilen düşük seviyeli doku öznitelikleri ile de sınıflandırma gerçekleştirilmiştir. Evrişimsel sinir ağları özellik çıkarma ve transfer öğrenme aşamalarından oluşmaktadır. Özellik çıkarma, AlexNet ve Vgg16 modellerinin fc6 ve fc7 katmanlarında gerçekleştirilmiştir. Transfer öğrenme için önceden eğitilmiş AlexNet modeli kullanılmıştır. Düşük seviyeli doku öznitelik yöntemleri sırası ile Yerel İkili Örüntü (YİÖ), Yönlü Gradyanlar Histogramı (YGH), Ölçekten Bağımsız Özellik Dönüşümü (ÖBÖD) ve Gri Seviye Eş-Oluşum Matrisi(GSEM)'dir. Her iki çalışmada sınıflandırma aşamasında Destek Vektör Makineleri (DVM) yöntemi kullanılmıştır. Evrişimsel sinir ağlarında özellik çıkarma için en yüksek doğruluk değeri %93.78 ile AlexNet-fc7 ve Vgg16-fc7'nin birleştirilmiş derin özelliklerinden elde edilmiştir. Transfer öğrenme için %93.57 en yüksek doğruluk değeridir. Düşük seviyeli doku öznitelikleri yöntemlerinde en yüksek sonuç, YİÖ-ÖBÖD yöntemlerinin birleştirilmesi ile %75.48 olarak elde edilmiştir.
LabVIEW kullanılarak arduino tabanlı güç ölçüm sistemi tasarımı ve gerçeklenmesi
Bu tezde LabVIEW ve Arduino mikrodenetleyicisi kullanılarak güç ölçüm sistemi tasarımı gerçekleştirilmiştir. Sistem donanımında Atmel serisi mikrodenetleyici içeren Arduino UNO platformu ile birlikte gerilim ve akım trafosu kullanılarak AC tek fazlı omik ve indüktif yüklere ait güç parametreleri hesaplanmıştır. Yüksek frekansta örnekleme, analogdan dijitale dönüşüm, gerilim ve akımın RMS değerleri, aktif güç, görünür güç ve güç faktörünün hesabı işlemleri Arduino programında C dili ile kodlanmıştır. Elde edilen veriler LabVIEW programına seri iletişim protokolü ile gönderilmiştir. LabVIEW ön panel ekranında gerilim, akım ve güç dalga şekilleri ile ölçüm sonuçlarına ait veriler görüntülenmiştir. Tasarlanan sistem ile aktif gücü maksimum 1000 W olan tek fazlı omik ve indüktif yüklerin güç parametreleri %95'in üstünde bir doğruluk ile ölçülmüştür. Bu tez kapsamında yürütülen çalışmalar ile LabVIEW uyumlu hazır donanım bileşenlerine göre maliyeti düşük, doğruluğu yüksek bir ölçüm sistemi tasarımı gerçekleştirilmiş olup, tasarlanan sistem endüstriyel tesislerde elektriksel parametrelerin ölçümünde ve izlenmesinde kullanılabilir.
Elektromanyetik uyumluluk ve döner kanatlı hava araçları üzerinde EMC testleri
Bu tez çalışmasında, öncelikle elektromanyetik girişim (EMI), nasıl ve neden oluştuğu, çevresel etkileri ve bu etkilerden korunma yöntemleri açıklanmıştır. Elektromanyetik ışımanın zararlı etkileri, personel, yakıt ve askeri cihazlar üzerinde incelenmiştir. Bu konuda mevcut standartların neler olduğu araştırılmış, araştırma sonuçları sunulmuştur. Ayrıca uygulama için kullanılan MXF-484 V/UHF hava platform telsizi hakkında bilgi verilmiştir. Genel amaçlı ve taarruz helikopterlerinin hava platform telsizinde değişen frekans değerlerinden kaynaklanan çevresel elektromanyetik alan etkileri ölçülmüş ve araştırılmıştır. EMC test sonuçları MIL-STD-464 standardı ile karşılaştırılmıştır.
Şebekeden bağımsız bir güneş-rüzgar hibrit sistemin modellenmesi
Fosil yakıtların tükenecek kaynaklar olması ve aynı zamanda çevre kirliliğine yol açması nedeniyle son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmaktadır. Ülkemizin genelinde güneş enerjisi potansiyeli, belirli bölgelerde de rüzgâr enerjisi potansiyeli oldukça yüksektir. Bu kaynaklar atmosferik şartlara bağlı olduğu için üretilen enerji miktarı değişkendir. Bu nedenle ülkemizin tüm enerji ihtiyacının yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanması mümkün değildir. Ancak yenilenebilir enerji kaynakları ile üretilen enerji miktarının toplam enerji üretimi içindeki payının artırılması çok önemlidir. Hibrit sistemlerde enerji sürekliliğini sağlama imkânı tekil sistemlere göre daha fazladır. Özellikle şebekeden uzak noktalarda, şebekeye bağlantı maliyeti göz önüne alındığında ya da doğa şartları gereği şebeke bağlantısının zorluğundan dolayı bu sistemlerin kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu çalışmada yenilenebilir enerjili hibrit sistemlerin önemi vurgulanarak şebekeden bağımsız bir güneş-rüzgâr hibrit sistemi MATLAB/Simulink'te modellenmiş ve elde edilen sonuçlar incelenmiştir.
Buck-Boost dönüştürücü devresinin PID ve kayan kipli kontrol ile denetimi
Bu çalışmada DA-DA anahtarlamalı güç kaynaklarından Buck dönüştürücü, Boost dönüştürücü ve Buck-boost dönüştürücü devrelerinin çalışma prensipleri ve genel bilgiler yer almaktadır. Ayrıca buck-boost dönüştürücü devresinin modellemesi yapılmıştır. Bu model kullanılarak Matlab/Simulink ortamında benzetim çalışması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu model kullanılarak PID ve Kayan Kipli Kontrol yöntemleri ile buck-boost dönüştürücü devresinin çıkış gerilimi kontrol edilmiştir. PID ve Kayan Kipli Kontrol yöntemlerinin başarımını ortaya koymak için farklı referans değerleri için kontrol çalışmaları Matlab/Simulink ortamında tekrarlanmıştır.
Hücresel yapay sinir ağı ve kaotik devre temelli rasgele sayı üreteci tasarımları
Bu tezde, kriptografik uygulamalarda kullanılan Rasgele Sayı Üretecinin (RSÜ) yapısı, türleri ve özellikleri detaylı olarak incelenmiş olup kaotik sistem tabanlı RSÜ tasarımları ile FPGA (Field Programmable Gate Array- Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri) kartında gerçek zamanlı olarak rasgele sayı/bit üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca literatürde var olan bazı kaotik sistemler detaylı olarak incelenmiş ve sistemlerin XSG (Xilinx System Generator, Xilinx Sistem Üreteci) platformunda donanım tabanlı benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasında üç farklı RSÜ tasarımı önerilmiştir. Tasarımlar, XSG platformunda donanım tabanlı benzetimleri gerçekleştirildikten sonra Xilinx ISE FPGA Editor arayüzünde Verilog HDL (Verilog Hardware Description Language- Verilog Donanım Tanımlama Dili) ile kodlanmıştır. RSÜ tasarımları sonucunda elde edilen bit dizilerinin rasgeleliliği NIST (National Institute of Standards and Technology- Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü) 800.22 istatistiksel test paketi ile test edilmiştir. Ayrıca bit dizilerinin aperiyodiklik derecesi, ölçek indeksi (scale index) algoritması kullanılarak hesaplanmıştır. Tezde, önerilen ilk RSÜ tasarımı bir benzetim çalışmasıdır. Tasarımda entropi kaynağı olarak üç durum değişkenine sahip kaotik bir sistem ve son işlem olarak Trivium şifreleme algoritması kullanılmıştır. Tasarımın XSG platformunda donanım tabanlı benzetimi gerçekleştirilerek üretilen bitlerin rasgeleliliği test edilmiştir. İkinci RSÜ tasarımında entropi kaynağı olarak kaotik davranış sergileyen üç hücreli otonom Hücresel Yapay Sinir Ağı (HYSA) modeli ve son işlem olarak Trivium şifreleme algoritması kullanılarak üç farklı senaryo için bit üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece tasarım, 2.015 Mbps hızında rasgele bit üretimi sağlamıştır. Üçüncü RSÜ tasarımında ise entropi kaynağı olarak Memristörlü kaotik HYSA modeli ile birlikte lojistik harita sistemi kullanılmıştır. İki kaotik sistemin çıkışının örneklenip sayısallaştırılması sonucu elde edilen bit dizileri XOR son işlemine uygulanarak rasgele bit üretimi gerçekleştirilmiştir. Tasarım sonucunda 125 kbps hızında ve çok düşük FPGA kaynak kullanımı ile rasgele bit üretimi sağlandığı gösterilmiştir.
Zaman modülasyonlu anten dizileri için dizi seyreltme, yanbant analizi ve darbe eniyilemesi
Zaman modülasyonlu anten dizileri konusu halihazırda sıcak bir araştırma konusudur. Zaman modülasyonunda, anahtarlamanın neden olduğu yanbantlar oluşmaktadır ve bu yanbantlar genellikle kayıp olarak görülmektedir. Genellikle boşa harcanan gücün bastırılması amaçlanmaktadır ve bu işlem yankulakçık hesabı gibi yapılmaktadır. Bu çalışmada zaman modülasyonlu dizilerin yanbantlarının bastırılması için kullanılabilecek bir eşitsizlik türetilmiştir ve bu eşitsizliğin kullanılmasıyla zaman alan hesapların kolaylaştırılması amaçlanmıştır. Işınan toplam zaman ortalama güç düşünüldüğünde simetrik darbe dağılımı altında yanbantlarda ışımaları literatüre incelenmiştir. Bu çalışmada simetrik darbe dağılımı için literatürde verilen ifadenin asimetrik durumlar için geçerli olmadığı gösterilmiştir. Bu ifade eski formlarını da kapsayacak şekilde, asimetrik darbe dağılımı altında, doğrusal ve rastgele bir ızgara üzerine yerleştirilmiş düzlemsel dizilere genelleştirilmiştir. Bu sayede hesaplanamaz durumdaki yanbantlarda ışınan zaman ortalama gücün asimetrik darbe dağılımı için de hesaplanabilirliği sağlanmıştır.Zaman modülasyonlu anten dizilerine yönelik bir dizi seyreltme yöntemi de önerilmiştir. İkili bir maske kullanılmaksızın doğrusal ve düzlemsel dizilerin sürekli bir eniyileme esnasında bir ceza fonksiyonu vasıtasıyla da seyreltilebileceği gösterilmiştir. Sürekli eniyileme aracı olarak Diferansiyel evrim algoritması seçilmiştir. Önerilen yöntem literatürde karşılaşılan ikili eniyileme ve seyreltme prosedürleri ile kıyaslaması yapılmıştır.Zaman modülasyonlu dizilerde örüntü sıfırlama incelenmiştir ve zaman modülasyonlu dizlerde yanbant ışımalarının da hesaba katılması gerektiği gösterilmiştir. İki basamaklı bir eniyileme prosedürü önerilmiş ve prosedürün kullanılabilirliği örnek ve benzetimlerle gösterilmiştir.Statik ana ışıma altında darbe bölümleme ile yanbant bastırımı incelenmiştir. Darbe bölümlemenin en iyi yanbant bastırım yöntemi olarak bilinen darbe kaydırmadan 3 dB daha iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Genellikle ilk yanbandın diğerlerine göre daha büyük olduğu kabul edilmektedir. Benzetimler darbe bölme için bu durumun herzaman doğru olmadığını göstermiştir. Darbe bölümlemenin bağımsız yanbant kontrolü sağladığı da gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler : Anten dizileri, Zaman modülasyonu, Yanbant ışıması
Kesintisiz güç kaynakları için yarıiletken aktarım anahtarı tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Yarıiletken Aktarım Anahtarları (YAA), iki veya daha fazla sayıdaki kaynak arasında yüksek hızlı bir seçim yaparak yüke, mümkün olan en kaliteli enerjiyi sağlamak amacıyla kullanılırlar. Özellikle hassas ve kritik yükler için enerji güvenilirliği çok büyük önem taşıdığından, kaynak geriliminde kabul edilebilir değerlerden herhangi bir sapma olduğunda bu sapmanın en kısa zamanda algılanarak yükün seçenek enerji kaynağına aktarılması gerekmektedir. YAA, içerdikleri algılayıcılar, denetleyiciler ve tristörlü güç devreleri aracılığıyla bu işlevi kolaylıkla yerine getirebilirler.Tez içeriğinde, kesintisiz güç kaynaklarıyla kullanılabilecek, üç kaynak girişine izin veren, alternatif kaynak olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının da bağlanabildiği 3 fazlı bir YAA sistemi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar sırasında arıza tiplerine ve sürelerine bağlı olarak aktarım sürelerinin nasıl değişebildiği incelenmiştir. Ayrıca, arızaları uygun zaman dilimlerinde algılayabilecek algılayıcı sistemi ile hızlı ve güvenilir denetim yapacak bir denetleyici devre geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen prototip farklı yük koşullarında denenmiş, arıza durumunda kaynaklar arası geçişin simetrik şebeke varlığında 5 ms'nin altında, asenkron şebeke varlığında ise 20 ms'nin altında gerçekleştiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Yarıiletken aktarım anahtarı, AA anahtar, KGK
Güneş pili ve hidrojen yakıt pilinden beslenen küçük bir elektrikli araç için batarya şarj sistemi tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Bir yandan dünya nüfusunun artması ve bir yanda fosil tabanlı enerji kaynaklarının tükenmeye yüz tutması yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi doğal olarak arttırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına en çok gereksinim duyulan uygulamalardan biri otomobillerdir. Son yıllarda birçok otomobil üreticisi elektrikli araç üretmek için çalışmalar yürütmektedir. Mevcut durumda bu araçların bataryaları şarj istasyonlarında doldurulmaktadır. Bu istasyonların enerjisi ise normal şebekeden sağlanmaktadır.Bataryalı elektrikli araçların yaygın kullanım alanlarından biri de golf arabalarıdır. Bu tez çalışmasında, bataryalı bir golf arabasının güneş ve hidrojen yakıt pillerinden beslenebilmesi için gerekli düzenlemeler yapılmıştır. Daha önce bir başka tez çalışmasında geliştirilen maksimum güç noktası izlemeli güneş enerjisi sistemine destek olacak bir hidrojen yakıt pili sistemi tasarlanmıştır. Bu sistem yalnızca güneş enerjisinin yeterli olmadığı veya yükün ihtiyacının yüksek olması durumlarında devreye girmektedir. Böylece enerji kaybının düşürülmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, 1.2 kW gücünde bir yakıt pilinin gerilimini aracın bataryalarını doldurabilecek gerilime dönüştüren bir DA/DA dönüştürücü geliştirilmiştir. Yalnızca belli dönemlerde devreye alınan yakıt pili sabit akımda çalıştırılmıştır. Belirlenen akım değerlerinde yakıt pili gerilimi 36 V olan batarya geriliminden düşük olduğundan dönüştürücü yükselten türden seçilmiştir. Geliştirilen güç devresi ve denetleyici sistem laboratuvar ortamında denenmiştir.Anahtar Kelimeler :Yakıt Pili , Güneş Enerjisi, Karma Elektrikli Araç
Akıllı anten sistemleri için işaret geliş açısı kestirim yöntemleri
Sinyal kaynaklarının tespiti, radar sistemleri, konum bulma sistemleri, elektronik harp sistemleri gibi askeri uygulamalarda büyük önem taşımaktadır. Günlük hayatta, sinyal kaynağı kestirim sistemleri, örneğin, mobil iletişim sistemlerinde, maden rezervlerinin tespit edilmesinde, kaçak radyo yayınlarının bulunmasında, kaybolan dağcıların yerinin tespit edilmesinde kullanılmaktadır.İlk ortaya çıktığı dönemlerde yalnızca tek bir sinyal kaynağının konumunu belirleyen sistemler günümüzde alt uzay tekniklerinin gelişmesi ile aynı anda birçok sinyal kaynağının konumunu tespit eder hale gelmiştir. MUSIC ve ESPRIT algoritmaları en çok bilinen ve kullanılan sinyal kaynağı kestirim yöntemlerinden ikisidir. Bu çalışmada söz konusu iki tekniğin performanslarının karşılaştırılması amaçlanmıştır.Bu çalışmada ilk olarak düzgün doğrusal anten dizisi üzerine gelen sinyallerin MUSIC algoritması kullanılarak kestirimi yapılmıştır. Daha sonra, aynı yapıda anten dizisi kullanılarak ESPRIT algoritması ile kestirim yapılmıştır. Elde edilen veriler göz önünde bulundurularak bu iki algoritmanın işaret geliş açısı kestirim performansları incelenmiştir.Elde edilen sonuçlar MUSIC algoritmasının düşük sinyal gürültü oranlarında daha kesin ve doğru sonuçlar verdiğini, yüksek sinyal gürültü oranlarında ESPRIT Algoritması ile yapılan kestirim sonuçlarının daha doğru olduğunu göstermektedir. Getirdiği işlem kolaylığı nedeni ile kapasiteye olan ihtiyacın azalması, dolayısı ile azalan maliyet ESPRIT algoritmasının avantajıdır.Anahtar Kelimeler : Yön Bulma, Doğrusal anten dizisi, DOA, MUSIC Algoritması, ESPRIT Algoritması, Altuzay Yöntemi.
Epileptik EEG sinyallerinin makine öğrenmesi yöntemleri ile sınıflandırılması
Dünya Sağlık Örgütünün (WHO) analizlerine göre epilepsi dünyada en yaygın görülen bir nörolojik hastalıktır. Her yaştan insanı etkileyebilen bu hastalık bilinç kaybı, hareket bozukluğu ve diğer bilişsel işlevler gibi geçici istemsiz durumlar oluşturmaktadır. Halk arasında sara olarak da adlandırılan bu hastalığın teşhisinde noninvaziv veya intrakraniyal EEG yöntemleri ile beyindeki elektriksel sinyal kayıt altına alınır. Epileptik EEG sinyallerinin çok çeşitli morfolojilere sahip olmasından dolayı nörofizyologların değerlendirmesi hem zaman alıcı hem de yanıltıcı olabilmektedir. Bundan dolayı epilepsi tespitinde yerel sağlık sistemlerine entegre modeller geliştirmeyi amaçlayan çalışmalar yapılmaktadır. Literatürde de EEG sinyallerinden epilepsi tespiti için uzmanlara yardımcı olmak amacıyla makine öğrenmesi temelli yaklaşımlar mevcuttur. Bu tez çalışmasında da nöbet tespitinde medikal tanı sistemlerine fayda sağlayacak, işlem maliyetini azaltacak bir yöntem amaçlanmıştır. Kaliforniya Bonn Üniversitesi Epileptoloji Bölümü tarafından gerçekleştirilen erişime açık EEG epileptik veri seti kullanılarak 3 ayrı çalışma yapılmıştır. Çalışmalarda farklı yöntemlerle elde edilen öznitelikler Aşırı Öğrenme Makineleri (AÖM), Destek Vektör Makineleri (DVM), En Yakın K-Komşu (KNN) ve Karar Ağaçları (KA) ile sınıflandırılmıştır. Ayrıca en iyi başarım sonuçları elde edilen sistem için tıpta tanı testlerinde sınıflandırma değerlendirmesinde yaygın olarak kullanılan ROC (Alıcı İşlem Karakteristikleri) eğrisi ile analizleri yapılarak sınıflandırıcının performans değerlendirmesi yapılmıştır. Son olarak da literatürdeki aynı veri seti kullanılarak yapılan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır.
Uyarlama modülasyonlu turbo kodlanmış dikgen frekans bölmeli çoklama (OFDM) sistemlerin mükemmel olmayan kanal kestrimi altında incelenmesi
Bu tez kapsamında haberleşme kanal modellerinde çok sık kullanılan Awgn ve çok yollu Rayleigh kanal altında 4/8/16/32/64 QAM modüle edilmiş OFDM sistemlerin bit-hata-oranı (BER) mükemmel kanal kestirimi altında incelenmiştir. İleri-hata-düzeltme (FEC) yöntemlerinden olan turbo kodlama tekniği de eklenerek 4/8/16/32/64 QAM modüle edilmiş OFDM sistemlerin bit-hata-oranı (BER) mükemmel kanal altında incelenmiştir. Tüm analizlerin benzetim çalışmaları Matlab ortamında gerçekleştirilmiştir.Bu tezde QAM modüle edilmiş OFDM sistemler için uyarlamalı modülasyon tekniği 4/8/16 QAM olarak uygulanmış ve mükemmel kanal kestirimi altında bit-hata-oranı benzetim çalışmaları yapılarak elde edilmiştir. Bu çalışmalar turbo kodlar ile desteklenerek mükemmel kanal kestirimi altında uyarlama modülasyonlu turbo kodlanmış OFDM sistemler için bit-hata-oranı benzetim çalışmaları ile elde edilmiştir.Mükemmel kanal kestirimi yapılarak incelenen uyarlama modülasyonlu turbo kodlanmış sistemler pilot sembol eklenerek ve mükemmel olmayan kanal kestirimi metotları uygulanarak incelenmiş ve benzetim çalışmaları ile bit-hata-oranı hesaplanarak mükemmel kanal kestirimi ile karşılaştırılmıştır. Buna ek olarak bu çalışma efektif çıktı analizini içermektedir.
Çok giriş çok çıkış çoklu taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim ve çok giriş çok çıkış uzay zaman kodlama dik frekans bölmeli çoklu erişim sistemleri performans analizi
ÇOK GİRİŞ ÇOK ÇIKIŞ ÇOKLU TAŞIYICILI KOD BÖLMELİ ÇOKLU ERİŞİM ve ÇOK GİRİŞ ÇOK ÇIKIŞ UZAY ZAMAN KODLAMA DİK FREKANS BÖLMELİ ÇOKLU ERİŞİM SİSTEMLERİ PERFORMANS ANALİZİ(Yüksek Lisans Tezi)Aydan ASLANGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜJULY 2012ÖZETGeniş bant kablosuz erişiminde yüksek hız talepleri, yüksek spektral etkinlik ve veri hızı sağlayacak sistemlerin geliştirilmesi için çalışmaların başlamasını sağlamıştır.Gelecek nesil kablosuz haberleşme için çoklu taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim ve uzay zaman kodlama dik frekans bölmeli çoklu erişim potansiyel birer aday olmuştur. Daha yüksek kullanıcı sayısında veri hızını artırımını sağlamak için ise bu yöntemler çoklu giriş çoklu çıkış yöntemi ile birleştirilmiştir. Böylelikle de çok giriş çok çıkış çoklu taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim ve çok giriş çok çıkış uzay zaman kodlama dik frekans bölmeli çoklu erişim metodları çıkmıştır.Bu çalışmada sıfıra zorlayan ve en düşük ortalama karesel hata tipi eşleyicilerle bütünleştirilmiş ve kodlama metodu olarak ?Alamouti Kodlama? seçilmiş çok giriş çok çıkış çoklu taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim ve çok giriş çok çıkış uzay zaman kodlama dik frekans bölmeli çoklu erişim sistemlerin; bit hata oranı (BER) ve sinyal-gürültü oranları baz alınarak, MATLAB simülasyon programı ile hazırlanmış analizlere bağlı olarak performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu kıyaslama çok giriş çok çıkış çoklu taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim bir sistemin az yüklenilmiş bir sistemde çok yüklenilmiş bir sisteme göre çok giriş çok çıkış uzay zaman kodlama dik frekans bölmeli çoklu erişim sistemden daha avantajlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca minimum ortalama karesel hata alıcı kullanılmış bir sistemin kendi tabanında sıfıra Zorlayan alıcı kullanılmış bir sistemden daha başarılı olduğunu ispatlamıştır.
Çok bölgeli güç sistemlerinde yüksek gerilim doğru akım bağlantı hattının yük-frekans kontrolüne etkisinin incelenmesi
Üretim noktalarında üretilen elektrik enerjisinin tüketicilere kaliteli ve güvenilir olarak sunulması amacıyla birden fazla güç sisteminin paralel bağlanmasıyla enterkonnekte sistemler oluşturulur. Enterkonnekte sistemlerle tüketicilere ekonomik, az kesintili ve verimli bir enerji aktarımı sağlanır. Son yıllarda sanayileşme ve dünya nüfusunun artışı ile elektrik enerjisi dünyada en çok ihtiyaç duyulan enerji türlerinden biri haline gelmiştir. Artan enerji talebinin kararlı bir şekilde ve düşük maliyetlerde karşılanabilmesi ihtiyacı, daha büyük ve güvenilir enterkonnekte güç sistemlerinin oluşturulmasını gerekli kılmaktadır. Güvenilir güç sistemlerinden, üreticiler ve tüketiciler arasındaki arz talep ilişkisini sürekli takip ve kontrol etmesi, kendi kendini onarabilmesi ve optimize etmesi beklenmektedir. Bu bağlamda enterkonnekte sistemlerde kontrol edilmesi gerekli en önemli parametreler frekans ve gerilim kontrolüdür. Güç sistemlerinin kararlılığını belirleyen en önemli parametre frekanstır. Güç sistemlerinde frekans değişimi belirli sınırlar içinde tutulmalıdır; buda üretilen güç ile tüketilen güç dengesinin sağlanmasıyla gerçekleştirilir. Bu çalışmada; Yüksek Gerilim Alternatif Akım (YGAA) iletim hattı ile birbirine bağlı alt alanların oluşturduğu bir güç sisteminde, Alternatif Akım (AA) iletim hattına paralel bir Yüksek Gerilimli Doğru Akım (YGDA) iletim hattının güç sistemi frekans kontrolüne olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, tez çalışmasında sırasıyla Türkiye gerçeklerine uygun çok bölgeli bir güç sistemi MATLAB ortamında modellenmiştir. Bu güç sistemine bir ve daha fazla YGDA bağlantı hattı eklenmesinin yük frekans kontrolüne olan etkileri incelenmiştir. Bu çalışmadaki, kontrolörlerin kazançların optimal değerlerinin belirlenmesinde güncel sezgisel optimizasyon yöntemi olan Optikten Esinlenen Optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. OIO ile belirlenen kontrolör kazançları, oluşturulan modelde zaman domeni cevapları için simüle edilip sonuçlar analiz edilmiştir.
Düşük gerilim ile beslenen senkron relüktans motor ve sürücü tasarımı
Elektrik enerjisi tüketimi gün geçtikçe hızlı bir şekilde artmaktadır. Buna bağlı olarak sınırlı enerji kaynakları aynı oranda azalmaktadır. Bu durum, verimli sistemlerin kullanılmasını ve/veya alternatif enerji kaynaklarının kullanılmasını kaçınılmaz hale getirmiştir. Güneş ve rüzgâr gücünün yüksek enerji potansiyeline sahip olmasından dolayı bu tür enerji kaynaklarının kullanımının önemini arttırmaktadır. Ülkemizin coğrafi konumu, birçok ülkeye göre güneş enerjisi potansiyelinin önemli ölçüde yüksek olmasını sağlamaktadır. Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlasına (GEPA) göre, yıllık toplam güneşlenme süresi 2.741 saat (günlük ortalama 7,5 saat), yıllık toplam gelen güneş enerjisi 1.527 kWh/m².yıl (günlük ortalama 4,18 kWh/m².gün) olduğu tespit edilmiştir. Diğer bölgelere kıyasla Güneydoğu Anadolu Bölgesi güneş enerjisinden en fazla faydalanan bölgedir. Ayrıca, bu bölgede tarımsal sulama ihtiyacı yüksektir. Bu bölgenin bazı şehirlerinde biriken borç nedeniyle enerji dağıtım firması tarafından elektrik kesintileri yapılmakta ve tarımsal alanlar sulama yapılamamasından dolayı zarar görmektedir. Bu yüzden bu tür elektrik enerjisinin bulunmadığı yerleşim yerlerinden uzak yerler için güneş enerjisiyle doğrudan çalışabilen sulama sistemleri önem arz etmektedir. Günümüzde birçok güneş enerjili sulama sistemleri mevcuttur. Bu sistemler güneş paneli, batarya, sürücü, motor ve pompadan oluşmaktadır. Bu ürünler birbirinden bağımsız firmalar tarafından üretilmektedir. Fotovoltaik (PV) sistemlerde yaygın olarak indüksiyon motorları (IM) ve Doğru Akım (DA) motorları kullanılmaktadır. Son zamanlarda fırçasız DA motorlar daha yüksek verimli olmalarından dolayı tercih edilmektedirler. Ancak PV panellerden üretilen gerilim seviyeleri, mevcut ticari motorların gerilim seviyelerinden düşük olduğundan dolayı yükseltici (boost) çevirici yardımıyla yükseltilmesi gerekmektedir. Ayrıca bu sistemlerde batarya grubu ve batarya şarj yönetim sistemine de ihtiyaç duyulmaktadır. Sistemde batarya kullanılması sistem kurulum maliyetini arttırırken dayanıklılığı azaltmaktadır. Bununla birlikte sistemden daha yüksek verim elde etmek için maksimum güç noktasında (MPP) çalışma sağlanmalıdır. Bundan dolayı, maksimum güç noktası izleme (MPPT) yapılması gerekmektedir. Batarya grubu, batarya şarj yönetim sistemi ve yükseltici çevirici kullanmadan sadece panel, sürücü ve motor yapısı ile sistemi çalıştırmak mümkündür. Böylece sistem maliyeti büyük ölçüde azaltılabilir. İlave olarak, bataryanın bakım gerektirmesi ve ömrünün az olması gibi problemlerin ortadan kaldırılması sayesinde sistemin dayanıklılığı arttırılmış olacaktır. Sürücü ve motorun diğer cihazlara ihtiyaç duymadan çalışabilmesi için bunların yeniden tasarlanması gerekmektedir. Ayrıca, motor hız referansını ayarlayabilecek modifiye edilmiş bir MPPT algoritması ile kontrol edilmesi sağlanmalıdır. Bu tezde, PV panelin üretebileceği düşük gerilim seviyelerinde, standart motor gövdesine uygun dış ölçülere sahip bir Senkron Relüktans Motor (SynRM), Genetik Algoritma (GA) optimizasyon tekniği kullanılarak tasarlanmıştır. Ayrıca bu motor için motor sürücüsü ve kontrol algoritması tasarlanmış ve geliştirilmiştir. SynRM, rotorunda mıknatıs ve sargı bulundurmadığından dolayı diğer motorlarla kıyaslandığında rotorun üretim maliyetleri ve sağlamlığı çok daha yüksek olacaktır. Bu motorlar hızdan bağımsız olarak hemen hemen sabit verim ve momente sahiptirler. Ayrıca motorun sürekli olarak maksimum hızda çalışmasını sağlayacak şekilde motor sürücüsüne MPPT algoritması eklenerek benzetim ortamında test edilmiştir. Fakat deneysel sonuçlar düşük gerilim seviyeli DA kaynağı ile elde edilmiştir. Bu çalışma ile daha verimli, daha kompakt ve kullanım kolaylığı sağlayan bir sistem elde edilmiştir.
Programlanabilir kapı dizileri üzerinde filtre tasarım yöntemleri
Günümüzde birçok alanda elektronik sistemlerden yararlanılmaktadır. Elektronik sistemler birçok karmaşık sinyal içerisinden kendi çalışma sistemine uygun sinyali seçerek çalışmaktadır. Karmaşık sinyaller içerisinde diğer sinyallerin oluşturduğu gürültüden arındırılarak sisteme uygun olan sinyali elde etme işlemi filtreler aracılığıyla yapılmaktadır. Pratikte sinyal net bir şekilde süzülemez. Bu nedenle sinyali en az gürültüyle süzebilmek için uygun filtre tasarımı yapılmalıdır. Çok çeşitli filtre tasarım teknikleri mevcuttur. Bu tez çalışmasında analog ve dijital filtre tasarım teknikleri ele alınıp bu konuda teorik bilgi verilmiştir. Xilinx System Generatör ve MATLAB Simulink programlarıyla farklı frekans ve genlikteki sinyallerin toplamından oluşan sinyal karmaşasından istenmeyen frekanstaki sinyali bastırmak için bant durduran filtre tasarımı yapılmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Analog Filtre, Dijital Filtre, FPGA (Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri), Matlab/Simulink, Xilinx System Generator, DSP (Sayısal Sinyal İşleme)
Sivil havacılıkta yeni nesil radar teknolojilerinin incelenmesi
Radar sistemleri hem askeri alanda hem de sivil alanda çok önemli bir yere sahiptir. Hiçbir ülke, askeri ve sivil havacılık alanında radar kullanmadan güvenlik ve emniyetini sağlayamaz. Bu sebeple radar sistemleri sürekli olarak gelişmekte ve önemli aşamalar kaydetmektedir. Dünyanın en önemli havalimanlarından biri olarak gösterilen ve 2019 yılı içerisinde hizmete giren İstanbul Havalimanında aylık 35.000'in üzerinde uçuş yapılmaktadır. Uçuşlarda hava trafik kontrolörlerinin en büyük yardımcılarından birisi radar sistemleridir. En güvenli ulaşım şeklinin hava ulaşımı olduğu kabul edilirse bu sistemlerin önemi bir kat daha artmaktadır. Bu çalışmada, Ülkemizde kullanılan yeni nesil radar sistemleri incelenmiştir. Sistemlerin çalışma biçimleri, elde edilen sinyallerin işlenmesi ve hava trafik birimine iletilmesi ile ilgili yöntemler açıklanmıştır. Çalışmada özellikle Avrupa sivil havacılığı ile ilgili eğitimleri veren Eurocontrol Teşkilatına ait notlar, Türkiye'de bu konuda otorite olan DHMİ Genel Müdürlüğü'nün verdiği eğitim materyalleri kullanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Radar, Sivil Havacılık, Birincil Gözetim Radarı, İkincil Gözetim Radarı, Yüzey Hareket Radarı, Kuş Radarı
Aktif filtrelerin tasarımında genetik algoritma kullanımı
Aktif filtreler tasarlanırken eleman değerlerinin bulunması, transfer fonksiyonunun hesaplanması amaçlanmaktadır. Bu amaca ulaşmak için klasik yöntemlerin kullanılması işlem yükü ve aşırı zaman gerektirmektedir. Sezgisel yöntemlerden olan genetik algoritmalar hata oranlarını minimuma indiren, uygun işlem süresi içerisinde sonuç veren, karmaşık çok boyutlu arama uzayında en iyinin hayatta kalması ilkesine göre en iyi çözümü arar. Bu çalışmada genetik algoritma özelliklerinden yararlanarak gerçekleştirilen program ile aktif analog filtrelerin eleman seçiminde başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Böylece işlem karmaşası ortadan kaldırılmış, her yeni isteğe göre eleman değerleri bulunmuştur. İstenilen filtre özelliklerini sağlamak için kullanılan yöntem ile elde edilen bulunan genlik cevapları ile istenen genlik cevapları karşılaştırılarak başarılı sonuçlar alınmıştır.
Led'li aydınlatma sistemlerinde termoelektrik jeneratör uygulaması ile enerji verimliliğinin arttırılması
Verim, kullanılabilir güç çıkışının, toplam giriş gücüne oranıdır. Bir sistemin verimliliğini arttırmak, sistemin kayıplarını azaltmakla mümkündür. LED aydınlatma sistemlerinde, LED'lere verilen enerji, ışık ve ısı olarak ortama yayılmakta ve ısı kaybı bir LED aydınlatma sisteminin en büyük kaybı olarak karşımıza çıkmaktadır. LED aydınlatma sistemi tasarımcıları, ısıyı sistemden uzaklaştırmak üzere pasif veya aktif soğutma sistemleri kullanarak verim kaybına razı olmaktadırlar. Oysa ısı bir enerji türüdür ve bu enerjinin tekrar kullanılmasına imkan tanıyan bir sistem tasarlanarak verimlilik arttırılabilir. Bu çalışmada özel bir elektronik devre ve Termoelektrik Jeneratörler aracılığıyla LED aydınlatma sisteminde kaybolan ısı enerjisini, yine LED aydınlatma sistemi tarafından tekrar kullanılabilir forma dönüştürerek verimliliğin artması için uygulamalar yapılmıştır.
Yüksek gerilim kazançlı kuplajlı endüktör kullanan Z-girişli DA-DA dönüştürücü topolojileri
Yüksek gerilim kazançlı DA-DA dönüştürücüler kesintisiz güç kaynakları, güneş enerjisi sistemleri ve yakıt pilinden beslenen sistemler gibi birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Teoride, geleneksel yükselten tür DA-DA dönüştürücüler yüksek anahtar doluluk oranlarında yüksek kazançlar elde edebilmektedir. Uygulamada ise, bu dönüştürücülerin yüksek anahtar doluluk oranlarında gerilim kazancı endüktans, kondansatör, anahtar ve doğrultucu diyot üzerinde meydana gelen kayıplar yüzünden sınırlanmaktadır. Bu tez kapsamında kuplajlı endüktörler kullanan z-girişli DA-DA topolojileri önerilmektedir. Önerilen topolojiler düşük anahtar doluluk oranlarında ve düşük gerilimlerde anahtarlama yaparken kuplajlı endüktanslar sayesinde yüksek gerilim kazançları elde edebilmektedir. Kaçak endüktanslar anahtar ve diyotlar üzerinde herhangi bir strese yol açmazken DA-DA dönüştürücüsünün giriş ile çıkışı arasında yalıtım sağlanmaktadır. Benzetim ve deneysel çalışmalarında 25V giriş geriliminden 300 W çıkış gücünde 400 V çıkış gerilimi %90'ın üzerinde verimle elde edilmiştir.Key Words : Solar cell, renewable energy, charge control unit
Sürekli mıknatıslı senkron motorun tasarımı ve sargı optimizasyonu
SMSM yüksek verim, dayanıklılık ve dinamik cevaba, yüksek güç yoğunluğuna, kompakt boyuta sahip olması gibi teknik özelliklere sahip olduğu için endüstride, otomasyonda, robotikte ve servo uygulamalarda en çok tercih edilen AA (alternatif akım) motorlarından biridir. Diğer tür elektrik makinalarında olduğu gibi sürekli mıknatıslı senkron motorlarda da verimlilik arttırma çalışmaları optimizasyon uygulamaları ile gerçekleştirilmektedir [1]. SMSM'nin tasarım optimizasyonunda parçacık sürü optimizasyon (PSO) tekniği gibi birçok yapay zeka tekniği kullanılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak literatürde bulunan sürekli mıknatıslı senkron motorların tasarım çalışmaları detaylı olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalara bakıldığında stator ve rotor için farklı durumların dikkate alındığı görülmüştür. Yapılan her bir tasarım iyileştirmesinin ardındaki temel sebepler; kayıpların ve ısınma probleminin minimum seviyeye indirilmesidir. Bu sebepler doğrultusunda yüzey mıknatıslı senkron motorların ön analitik tasarımı gerçekleştirilmiştir ve sonuçlar sonlu elemanlar yöntemi (Finite Element Method-FEM) ile doğrulanmıştır. Sonlu elemanlar analizi, ANSYS MAXWELL programı ile gerçekleştirilmiştir. Daha sonra motorun sargı optimizasyonu için parçacık sürü optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Son olarak SMSM' nin ısınma durumunu gözlemlemek için ANSYS Fluent Programı yardımıyla ısıl analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar elde edilmiştir. Ön analitik tasarım, sargı optimizasyonu tasarımı, sonlu elemanlar analizi ve ısıl analizlerin sonuçlarının birbirleriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasının sonucunda SMSM'nin tasarımı gerçekleştirilmiş, tasarımı tamamlanan SMSM sargısının iyileştirilmesi için parçacık sürü optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Ardından ısıl analiz gerçekleştirilerek motor tasarım süreci tamamlanmıştır. Bu tez çalışmasında motor tasarımındaki performans ve verimlilik gibi önemli parametrelerin değişimi incelenmiş ve motor üretim aşaması için gerekli işlemlere ön hazırlık niteliği taşıyan bir çalışma yapılmıştır.
Yenilenebilir enerjili hibrit enerji santrallerinin modellenmesi ve analizi
Dünya'da artan nüfus, şehirleşme, sanayileşme ve teknolojinin yaygınlaşmasıyla beraber enerji tüketimi sürekli artış göstermektedir. Artan enerji talebi karşısında yenilenebilir kaynaklardan enerji elde etmek ülkelerin temel hedefi olmuştur. Küresel ısınma sorunu Dünya'da her geçen gün büyümektedir. Şirketler, zararlı emisyonları sınırlandırmak ve mümkün olduğunca azaltmak için yenilenebilir enerji yatırımlarına hız vermektedir. Bu tez çalışması Türkiye'deki yenilenebilir enerji ve yenilenebilir enerjili hibrit enerji santrallerine odaklanmıştır. Bu çalışmada güneş ve rüzgar enerjisinin verimli kullanımını sağlayacak bir sistem tasarlanmıştır. Bazı durumlarda, elektrik şebekesine bağlı olmayan tesislerin elektrik enerjisi talebi de karşılanmalıdır. Bu amaçla, güneş-rüzgar-dizel temelli hibrit enerji santrali şebeke bağlantısız (grid-off) ve şebeke bağlantılı (grid-on) durumları için incelenmiştir. Her iki durum için de sistem güvenilirliğini arttırmak için dizel generatör kullanılmıştır. Şebeke bağlantısız durum için ilaveten akü grubu kullanılmıştır. Sistemlerin analizleri için HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) yazılımı kullanılmıştır. HOMER ile teknik ve finansal açıdan değerlendirmeler yapılmıştır. Elazığ ili için HOMER ile modellenmiş olan hibrit sistemlerin simülasyon ve optimizasyon analizleri yapılmıştır. Ayrıca sitemlerin çevreye etkileri de değerlendirilmiştir. Sonuç olarak şebeke bağlantılı sistemin, enerji maliyetinin şebeke bağlantısız sisteme göre çok az fazla olmasına rağmen sermaye maliyetinin yaklaşık üç kat daha ucuz olması nedeniyle daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca şebeke bağlantılı sistem enerji sürekliliği açısından da daha güvenilirdir. Çalışmada şebekeye bağlı klasik sisteme hibrit sistemin etkisi de ayrıca değerlendirilmiş ve hibrit sistemin ekonomik açıdan ve güvenilirlik açısından üstün olduğu görülmüştür.
Mikroşebekelerde dinamik güç akış analizi
Mikroşebeke, genellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının diğer geleneksel üretim kaynaklarının hibrit kullanıldığı bir yapıdır. Bu şebekelerin birçok amacı vardır. Bunlardan en önemlisi enerjinin sürekliliğinin sağlanmasıdır. Yani kritik yüklerin ulusal şebekenin gitmesi durumunda bile etkilenmeden çalışmasını sağlamaktır. Bu çalışmada Muğla bölgesinde doğal olarak oluşmuş bir mikroşebeke yapısı ele alınmış ve farklı yüklenme durumları için sistemin davranışları incelenmiştir. Ele alınan sistemin incelenmesinde DIgSILENT Power Factory programı kullanılmıştır. Program saha bilgilerinin oldukça gerçekçi bir şekilde modelleyebilmesi nedeni ile tercih edilmiştir. Mikroşebekenin uzun süreli ve kısa süreli benzetimleri yapılmıştır. Sistemin ilerde ortaya çıkabilecek muhtemel bir problemi ortaya konulmuştur. Çözüm olarak depolamalı sistemle bu problemin giderileceği dinamik analiz ile gösterilmiştir.
Elektrikle çalışmalarda iş güvenliği
Günümüzde işçi sağlığı ve güvenliği yalnızca Türkiye'nin değil Dünya'nın en önemli problemi haline gelmiştir. Artan nüfus ile birlikte enerji ihtiyacı da artarak üretim, dağıtım ve iletim hatlarının kapasitesinin artmasını zorunlu kılmıştır. Uluslararası teknolojinin gelişmesi ile birlikte güvenlik gereksinimleri de gün geçtikçe artmaktadır. Yüksek ve çok yüksek gerilim tesislerinin komponentlerini oluşturan iletim ve dağıtım hatlarında, trafo merkezlerinde, direklerde, aşırı gerilim, aşırı akım, kapasitif ve endüktif gerilim, direkten düşme, patlama, yangın, elektrik çarpmaları vb. risklerin yanında çalışanlar sosyal sorunlarla da karşılaşmaktadırlar. Kesiciler, ayırıcılar, izolatörler, parafudırlar, sigortalar, ark boynuzları ve koruma iletkenleri vb. teçhizatlar aşırı akım ve aşırı gerilim risklerine karşı tesisleri koruma altına almaktadırlar. Bunlarla birlikte bütün tesis komponentleri için topraklama çok önemli bir unsurdur. Güç trafolarında, iletim hatlarında, direklerde ve trafo binalarında topraklamanın yapılması ve denetlenmesi gerekmektedir. Tesislerde alınan bu güvenlik önlemlerinin yanında çalışanların da alması gereken bazı önlemler vardır. Bu çalışmada çalışanların karşılaşabilecekleri riskler incelenmiş, alınması gereken tedbirler değerlendirilmiştir. Hem işletme bazında hem de çalışanlar bazında gerekli önlemler sağlandığında yüksek ve çok yüksek gerilim elektrik tesislerinde ramak kala, iş kazası sayısı ve ölümlü iş kazası sayısının azaltılması sağlanacaktır.
Tek fazlı matris dönüştürücünün çalışma modlarının incelenmesi
Matris dönüştürücüler, sinüsoidal giriş ve çıkış dalga şekilleri, çift yönlü enerji akışı, kontrol edilebilir giriş güç faktörü, enerji depolayan reaktif elemanlarının olmayışı ve kompakt boyutlarından dolayı son yıllarda hem akademik hem endüstriyel alanda dikkatleri üzerine toplamıştır. Günümüzde gelişmiş yarı iletken güç cihazlarının geliştirilmesi, ticari ve endüstriyel ortamlarda, özellikle AA-DA dönüşüm uygulamalarında, güç anahtarlama devrelerinin daha fazla kullanılmasını ve diğer güç elektroniği uygulamalarını yaygın hale getirmiştir. Klasik doğrultucu, köprü diyot kullanır, herhangi bir kontrol işlevini yerine getiremez ve enerji akışı tek yönlüdür. Çift yönlü çalışma, sisteme antiparalel anahtarların dahil edilmesiyle mümkündür, ancak tam olarak kontrol edilemez. Matris dönüştürücüler gibi alternatif topolojiler bu olumsuzluklara sunduğu çözümlerle gelecek potansiyeli olan bir araştırma konusudur. Günümüzde endüstriyel uygulamalarda verim, hacim ve maliyet en önemli parametreler olarak karşımıza çıkmaktadır. Matris dönüştürücüler geleneksel doğrultucu-inverter tabanlı sistemde kullanılan reaktif enerji depolama bileşenlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak AA-AA dönüşüm için ihtiyaç duyulan parametreleri sağlayan bir çözüm sunar. Son 25 yılda komütasyon problemlerinin oluşturduğu zorluklardan dolayı yaygın olarak kullanılmayan matris dönüştürücüler, yukarıda bahsedilen avantajlar ve komütasyon problemlerine bulunan çözümlerden dolayı son yıllarda evirici uygulamalarına rakip olmaya başlamışlardır. Literatürde özellikle indüksiyonla ısıtma, elektronik güç transformatörü ve dönen doğrultucu uygulamalarında matris dönüştürücülerle yapılan çalışmalarda büyük bir artış görülmektedir. Bu çalışmada; tek fazlı matris dönüştürücünün devre topolojisi verilmiş, tek fazlı matris dönüştürücünün AA-DA doğrultucu olarak çalışma durumu ve multimod çalışma durumu incelenmiştir.
Dinamik reaktif kompanzasyon sisteminin dağıtım transformatörlerine uygulanması üzerine bir analiz.
Elektrik Dağıtım şebekesinde mesken abonelerini besleyen trafolarda ve hatlarda oluşan kayıplar, dağıtım bedeli adı altında faturalarımıza yansıtılmaktadır. Bu trafolarda trafo verimi ile alakalı demir ve bakır kayıplarının yanı sıra kompanzasyon yapılmadığından dolayı reaktif güç kayıpları da oluşmaktadır. Maalesef bedeli alınan bu kayıplar sadece ekonomik olarak değerlendirilip bu noktalardaki enerji verimliliği ihmal edilmiştir. Tez çalışmamda özellikle bu noktalardaki ihmal edilen reaktif güç kompanzasyonunun, yapıldığı takdirde sağlayacağı faydalar üzerinde durulmuştur. Bunun yanı sıra reaktif güç kompanzasyonu hesaplamaları ve çeşitlerine, güç kalitesi ve önemine, harmonikler konusuna, dağıtım şebekesi kabinlerinden alınan verilerin değerlendirilerek sistemdeki aksaklıklar üzerinde durulmuştur. Ayrıca alınan verilerden abone grupları yük profilleri incelenmiş ve Türkiye geneli bazı çıkarımlar yapılmıştır. Dağıtım trafosu kapasitesi ve ömrünün hesaplanmasına değinilerek, 400 kVA trafonun Ansoft-Maxwell modeli ile simule edilerek omik, endüktif ve doğrusal olmayan yük durumlarında trafo verimliliği değişimi izlenmiştir.
Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren çevre dostu sistemin tasarlanması
İnsan nüfusundaki ve sanayileşmedeki artış, teknolojinin hızla gelişmesi, bunlara bağlı olarak fosil enerji kaynaklarının 50 yıl gibi kısa bir süre sonra tükenecek olması, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Dünyamızın en önemli yenilenebilir enerji kaynağı güneştir. Bu sebeple güneş enerjisi ile ilgili çalışmalar her geçen yıl artmaktadır. Bu tez çalışmasında, teknolojinin gelişmesiyle insanların taşınabilir elektronik cihazlara gereksinimlerinin artması göz önünde bulundurarak, güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren ve cep telefonu, mp3 çalar, taşınabilir radyo gibi elektronik aygıtları şebekeden bağımsız şarj eden, çevre dostu bir sistem tasarlanmıştır. Sistem güneş paneli, şarj denetim birimleri ve aküden oluşmaktadır. Güneş paneli güneş enerjisini DC olarak elektrik enerjisine çevirmektedir. Güneşin olmadığı ya da yetersiz olduğu zamanlarda da sistemden yararlanmak için akü yerleştirilmiştir. Şarj denetim birimleri ise, akünün aşırı dolup boşalmasını engellemektedir ve sistemin gerilim değerlerini sabit tutmaktadır. Sistem deneysel olarak incelenmiş ve fotoğraflanmıştır.
Görüntü işleme ve makine öğrenmesi yöntemleriyle suçlu tespitine yönelik bir yüz tanıma sisteminin geliştirilmesi
Teknolojik gelişmelerin artması, caydırıcılığı sayesinde suç oranlarını azaltmıştır. Günümüzde güvenlik kameralarının çok yaygın oluşu insanların suç işlenmesi konusunda caydırıcı özelliğe sahiptir. Fakat kameralar günümüz teknolojisi ile tam bütünleşmiş bir şekilde kullanılamadığından bu tez çalışılmasında bu konu üzerine yoğunlaşılmıştır. Görüntü işleme bir görüntüyü sayısal bilgiye dönüştürmek, görüntü üzerinde işlemler yapmak ve yararlı olan bazı bilgiler için kullanılan bir yöntemdir. Görüntü işleme tekniklerini kullanarak yüz tanıma uygulaması gerçekleştirilebilir. Bu çalışma vasıtasıyla sabıkası olan tüm şüpheli şahısların yüzleri bir veri tabanında kaydedilecek ve bu sabıkalı olan insanlardan aranmakta olan şüpheli şahıslar herhangi bir konumda güvenlik kamerası tarafından tespit edildiğinde, yüz tanıma teknolojisi vasıtasıyla şüphelinin yüzü tespit edilecek ve kamera konumu ilgili emniyet birimlerine bildirilecek. Böylece şüphelinin yeri ilgili emniyet birimi tarafından öğrenilip kıskıvrak yakalanabilmesine olanak sağlanacaktır. Bu çalışma sayesinde intikam niyetli olarak hapishaneden ayrılıp saldırgan kafa yapısında olan suçluların tekrar suç işlemesinin önüne geçilmesi, çoğunlukla bu durumda olan kadınlar olduğundan kadın cinayetlerinin dünya üzerinde azaltılması hedeflenmektedir. Ancak yüz tespitinde yüzün kapatılması ve yüzün yarısının görünmesi gibi problemler çalışmanın en zor ve sınırlayıcı kısımlarıdır.
Elektrik güç sistemleri için eğitim amaçlı bir paket program geliştirilmesi
Elektrik enerjisine olan ihtiyaç, teknolojinin gelişimi ile birlikte her geçen gün artmaktadır. Enerjinin tüketicilere ulaştırılmasında, bağlaşımlı sisteme sahip şebekeler kullanılmaktadır. Güç sistemlerinin tasarımı, işletilmesi ve kontrolü konularında çalışan elemanların problem çözme ve analitik düşünme becerilerinin yanında, bilgi kapasitelerinin de günümüz şartlarına uygun olması kaçınılmazdır. Bu nedenle güç sistemleri alanında görev alacak kişilerin alacakları eğitimin sadece teorik değil, aynı zamanda uygulamalı da olması gerekmektedir. Eğitimler esnasında karşılaşılan problemler gerçek hayattakine benzer olmakla birlikte, elbette bu problemlerin çözüm yollarının da öğrenilmesi arzu edilen bir durumdur. Fakat güç sistem analizi problemleri; çoğunlukla hata yapma ihtimali yüksek olan, vakit alan ve uzun çözümler gerektiren uygulamalardır. Bu noktada bilgisayarlar devreye girip karmaşık işlemleri hassas, hatasız ve hızlı bir şekilde yapabildikleri için, bütün bu olumsuzluklar bertaraf edilebilmektedir. Konu ile alakalı geliştirilen bilgisayar programlarının büyük bir kısmı profesyonel kullanıma yönelik olduğu için, maalesef eğitim amaçlı kullanımları pek mümkün olmamaktadır. Bu çalışmada, güç sistemleri analizi alanında çalışan ve eğitim alan kişilerin rahatlıkla kullanabileceği, analiz ve arıza problemlerini çözebilecekleri, Güç Sistemleri Eğitim Programı (GSEP) isimli bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. GSEP, aynı zamanda güç sistemlerinin modellenmesine de imkan tanıyan bir programdır. GSEP, Matlab tabanlı grafiksel kullanıcı ara yüzü olan bir benzetim programı olup, araştırma ve eğitim amaçlarına uygundur. Örnek olması açısından; geliştirilen programın başlıca özellikleri ve etkinliği örnek güç sistemleri üzerinde test edilerek, elde edilen sonuçlar sayısal ve grafiksel olarak gösterilmiştir.