12
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Türkiye'nin farklı bölgelerindeki küçük ölçekli yerleşim yerlerinin enerji ihtiyacını karşılamaya yönelik optimize edilerek tasarlanmış hibrit yenilenebilir enerji kaynağı sistemlerinin teknik, ekonomik ve çevresel yönden kıyaslanması
Hibrit enerji sistemleri üzerine yapılan bu çalışmada seçilen pilot bölgelerde (Yozgat-Karaman-Sinop şehirleri) bulunan 50 haneli yerleşim yerlerinin şebekeden bağımsız olarak 25 yıllık elektrik ihtiyacını gidermek amacıyla farklı tasarımlarda simülasyonlar yapılarak hibrit enerji sistemlerinin ekonomik, teknik ve çevresel analizleri yapılmıştır. Ortalama olarak 50 hanenin elektrik tüketimi evlerde sık kullanılan cihazların kullanım süreleri ve etiket değerlerinden faydalanılarak hesaplanmıştır. Bu elektrik ihtiyacının karşılanması amacıyla kurulması tasarlanan hibrit enerji sistemlerinin tasarımında ve optimizasyonunda HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable) programından yararlanılmıştır. Yapılan bu çalışmalar neticesinde farklı opsiyonları bulunan sistem önermelerini program çıkartmıştır. Bu önermelerden maliyet, bölgenin enerji potansiyeli, yatırımcı tercihi gibi faktörler göz önünde bulundurularak seçim yapılabilecektir. İlk yatırım bedelinin güncel elektrik fiyatları ve gerçekleşmesi muhtemel enflasyon oranlarına bağlı olarak 11. Yılda amorti ettiği görülmekte ve CO₂ salınımının engellenmesi konusunda büyük katkı sağlayacağı öngörülmektedir. Böylece binlerce ağaç kurtarılmış olacaktır. Bu çalışma yenilenebilir enerji kaynakları alanında ülkemizin büyük bir potansiyelinin olduğunu ve bu potansiyelin hibrit enerji sistemleri ile daha verimli bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Aynı zamanda hibrit enerji sistemlerini ülkemizde ve dünyada yaygınlaştırılmasının önemli olduğunu göstermiştir.
Küçük ölçekli bir pilot biyodizel üretim tesisinin tasarım, imalat ve programlanabilir lojik denetleyici (PLC) ile kontrolü
Tasarlanan ve imalatı yapılan Programlanabilir Lojik Denetleyici (PLC) Kontrollü Küçük Ölçekli Biyodizel Tesisi 2 mm kalınlığında krom-nikel sacdan imal edilmiştir. Tesisteki tankları ısıtmak için çift cidarlı tanklar ve ısı transfer yağı kullanılmıştır. Sistemin kumandası için S7-1200 Siemens PLC ile kontrolü yapılmıştır. SCADA yazılımı ile operatör panel üzerinden sistemin her türlü kontrolü (çalıştırılması, durdurulması, operasyon parametrelerinin değiştirilmesi vb.) yapılabilmektedir. Tankların ısıtılmasında kullanılan ısıtıcılar Solid State Role (SSR) ile kumanda edilmiştir. Tanklardaki karıştırıcıları kullanmak için motor sürücüsü (invertor) kullanılmıştır. Tesis başarılı bir şekilde kumanda edilerek çalıştırılmış ve atık kızartma yağından biyodizel üretimi gerçekleştirilerek yakıt özellikleri tespit edilmiştir.
Yerel ikili örüntü tabanlı uç öğrenme yaklaşımı kullanan akıllı örüntü tanıma sistemi ile mermer sınıflandırma uygulaması
Mermerleri desen kalitesine göre ayırma işlemi uzman kararına göre yapılan bir işlemdir. Mermerin sınıflandırma safhası ekonomik değerinin en kritik bölümdür. Bu çalışmada, mermerlerin sınıflandırmasını hızlı ve yüksek başarım gerçekleştiren ve bunu yaparken öğrenen bir sistem önerilmiştir. Bu sistem kameradan veya hafızadan elde ettiği görüntülere özellik çıkarım işlemi uygulamaktadır. Mermer görüntülerini sınıflandırmak için Yerel ikili örüntüleri (Local Binary Pattern-LBP) öznitelik tabanlı Uç öğrenme makinesi (Extreme Learning Machine-ELM) kullanılmıştır. Görüntü kümesine LBP özellik çıkarım işemi uygulanarak eğitim kümesi elde edilir. ELM sınıflandırıcısı LBP tabanlı eğitim kümesini kullanarak öğrenme işlemini gerçekleştirir. ELM sınıflandırıcısının sınıflandırma başarısını ölçmek için Toplu (Ensemble) sınıflandırıcı kullanılmıştır. C4.5 tabanlı karar ağacı, ileri beslemeli statik danışmanlı yapay sinir ağı ve destek vektör makinesi sınıflandırıcıları Toplu sınıflandırıcıyı oluşturmaktadır. ELM'nin sınıflandırma başarımı Toplu sınıflandırıcıyla karşılaştırılmıştır. LBP tabanlı eğitim kümesinin başarım performansını karşılaştırmak için Çoklu özellik çıkarımından yararlanılmıştır. Çoklu özellik çıkarımında Histogram ve Ölçekten Bağımsız Öznitelik Dönüşümü (Scale Invariant FeatureTransform-SIFT) tabanlı öznitelikler mevcuttur. SIFT tabanlı özelliklerin eğitim kümesine dönüştürülmesi için Kelime çantası (Bag of Words-BOW) modelinden yararlanılmıştır. Kelime çantasında görsel kelimeleri ayırmak için k-ortalama kümeleme yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan modellerin özellik çıkarım ve sınıflandırma işlemleri geliştirilen Grafiksel arayüz (Graphical User Interface-GUI) aracılığıyla yapılmaktadır. Kullanıcı uygulama üzerinden sistemi eğiterek, sınıfı bilnmeyen mermerin sınıfını belirleyebilir. Çalışma kapsamında geliştirilen GUI endüstriyel kullanıma uygundur.
Makine görmesi tabanlı kalite kontrolü için özellik çıkarım yöntemlerinin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında makine görmesi tabanlı endüstriyel ürünlerin kalite kontrolü için kullanılan özellik çıkarım yöntemleri üzerine bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında literatürde en çok kullanılan yöntemler araştırılmıştır. Yüzey hatalarında doku analizi yöntemlerinin daha çok kullanıldığı görülmüştür. Bu yüzden çalışma doku analizi teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kalite kontrol uygulamalarında en çok kullanılan yöntemlerden ikisi yerel ikili örüntü (LBP) ve Gri Seviye Eş-oluşum matrisleridir (GLCM) ve son dönem çalışmalarında Gabor Dalgacık Filtresi de sıklıkla kullanılmıştır. Yapılan çalışma kapsamında bu üç yöntemin iki farklı veri tabanı kullanılarak uygulama karşılaştırmaları gerçekleştirilmiştir. Bu veri tabanlarından birisi haddelenmiş çelik şeritlerin yüzey hatalarından diğer veri tabanı da kusurlu ve kusursuz kumaş görüntülerinden oluşmaktadır. Çalışmada temel yerel ikili örüntü metodunun geliştirilmesi için bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada GLCM için yeni bir özellik çıkarım yöntemi önerilmiştir. Çalışmada hem önerilen yöntemin tek başına kullanıldığında elde edilen sonuçlar hem de bölüm 3'de kullanılan özellikler ile birlikte elde edilen sonuçlar verilmiştir. Önerilen yöntemin iki veri tabanı için de iyi ayırıcı güce sahip oluğu görülmüştür. Son bölümde özellik seçim yöntemi kullanılarak doğruluk oranları yükseltilmiştir. Özellik seçimi işleminden sonra doğruluk oranlarının tüm yönler ve iki ayrı uzaklık için NEU veri tabanında %93'den, kumaş veri tabanında ise %90'dan daha iyi sonuçlar edilmiştir. Bu yüksek lisans tezi kapsamında geliştirilen çalışmalar TÜBİTAK ve T.C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından 0743.STZ.2014 (112D021) numaralı SAN-TEZ projesi ile desteklenmiştir.
Yüksek güçlü yarı iletken dizgi lazer diyotların test ve karakterizasyonu
Yarı iletken teknolojisinin gelişmesi ile birlikte Lazer teknolojisi de yarı iletken teknolojisi ile beraber gelişmiş ve gelişmeye devam etmektedir. Özellikle yüksek güç gereksinimin olduğu hassas teknolojilerde Tıp, Savunma ve Görüntüleme gibi alanlarda gün geçtikçe daha fazla isterler gelmektedir. Bu isterler kullanım amaçlarına göre yüksek güç, özel dalga boyu, özel çalışma sıcaklığı gibi farklılıklar göstermektedir. Bu farklı isterler üreticilerin açısından olumlu karşılanıp aynı zamanda üretim açısından birçok problemi de yanında getirmektedir. Üretim aşamasındaki değişikler haricinde test ve karakterizasyon kısmında üretilen ürünün doğrulanması ve performans analizlerinin gerçekleştirilmesi için bu kısımda da birçok yöntem geliştir. Bu çalışmada yüksek güçlü yarı iletken dizgi lazer diyotların test ve karakterizasyon aşamaları detaylı şekilde incelenmiş, optik masa üzerinde test sistemi kurularak lazer diyot test edilmiş, elde edilen veriler kayıt edilmiş, optik ve elektriksel özelliklerini değerlendirilerek kalite kontrolünü sağlanmıştır.
Makine mühendisliği tasarım problemlerinin metasezgisel yöntemler kullanılarak çözümlenmesi ve performans sonuçlarının karşılaştırılması
Bir sistem veya süreç gibi bir şeyin mümkün olduğunca etkili ve verimli çalışmasını sağlama sürecine optimizasyon denir. Optimizasyon, maliyetleri azaltabilir, verimliliği artırabilir ve çıktıların kalitesini artırabilirken aynı zamanda bir sistemin, sürecin veya modelin performansını artırmaya da yardımcı olabilmesi bakımından önemlidir. Makine mühendisliğinin tasarım problemleri, geometrik, kinematik koşullar ve malzeme direnci üzerindeki eşitlik ya da eşitsizlikler ve genellikle doğrusal olmayan kısıtlamalar gibi farklı türdeki hedeflerden ve değişen zorluk düzeylerinden meydan gelmektedir. Bu tür problemleri çözmek için metasezgisel adı verilen özel bir algoritma türü kullanılmaktadır. Bu algoritmalar, özellikle bilgilerin yetersiz olduğu veya bilgisayar kapasitesinin kısıtlı olduğu durumlardaki optimizasyon problemleri için yeterince iyi bir çözüm bulmayı amaçlar. Bu tez çalışmasında, makine mühendisliği tasarım problemlerinin çözülmesi amacıyla literatürde iyi bilinen Ateşböceği Algoritması, Gri Kurt Optimizasyon Algoritması, Yol Bulucu Algoritması ve Parçaçık Sürü Optimizasyonu algoritması kullanılmıştır. Bu algoritmalar, yineleme sayısı ve popülasyon sayısına bağlı olarak altı farklı senaryoda gerçek-dünya problemleri (Dört Kademeli Dişli Kutusu Problemi, Gaz İletim Kompresörü Tasarımı, Dişli Takımı Tasarım Problemi, Himmelblau Fonksiyonu, Hidrostatik Baskı Yatağı Tasarımı Problemi, Çoklu Disk Kavramalı Fren Tasarım Problemi, Endüstriyel Soğutma Sisteminin Optimal Tasarımı ve Planet Dişli Zinciri Tasarım Problemi) ile test edilmiş ve elde edilen sonuçlara göre, metasezgisel algoritmaların performansları birbiriyle karşılaştırılmıştır.
Zeytin hastalıklarının derin öğrenme ile tespiti
Bu tez çalışmasında, zeytin meyvesinde yaygın olarak görülen iki önemli hastalığın zararlılara bağlı fiziksel bozulmalar ve fungal enfeksiyonlara dayalı deformasyonların görsel veriler üzerinden derin öğrenme yöntemleriyle sınıflandırılmasına yönelik kapsamlı bir analiz gerçekleştirilmiştir. Balıkesir ili Bandırma ilçesindeki zeytinliklerden toplanan 1644 meyve örneği "sağlıklı", "zeytin sineği ısırıklı" ve "mantar hastalıklı" olmak üzere üç sınıfa ayrılmıştır. Tüm meyveler, sabit ışık koşullarında özel olarak tasarlanmış bir görüntüleme kutusunda fotoğraflanmış; ardından segmentasyon, eşikleme, morfolojik işlemler ve nesne yerelleştirme gibi görüntü işleme adımlarıyla sınıflandırmaya hazır hâle getirilmiştir. Modelleme sürecinde, dokuz farklı CNN tabanlı önceden eğitilmiş mimari (VGG16, ResNet50, InceptionV3, DenseNet121, vb.) ile birlikte altı adet dikkat tabanlı Transformer modeli (ViT, BEiT, DeiT III, MobileViT, LeViT, MaxViT) kullanılmış; her biri on farklı optimizasyon algoritması ile ayrı ayrı eğitilerek sınıflandırma performansları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Bunun yanı sıra, MetaFormer iskeletine dayalı CaFormer, ConvFormer ve IdentityFormer gibi mevcut modeller test edilmiş ve bu yapılarla aynı veri seti üzerinde sistematik karşılaştırmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın özgün katkılarından biri olarak, MetaFormer mimarisinden esinlenilerek altı yeni hibrit yapı önerilmiştir. Bu yapılar, konvolüsyonel, rastgele, kimliksel ve Transformer bloklarının farklı kombinasyonlarıyla oluşturulmuş ve sınıflandırma doğruluğu, model karmaşıklığı ve eğitim süresi gibi çok boyutlu ölçütlerle değerlendirilmiştir. Ayrıca, DeformationScore adını taşıyan ve lokal doku yoğunluğu ile kenar duyarlılığına dayalı skor üretimi gerçekleştiren yeni bir token mixer modülü tasarlanmış; MetaFormer çerçevesine entegre edilerek DeformationScoreFormer adlı tamamen yeni ve özgün bir model ortaya konmuştur. Model performansları; doğruluk, F1 skoru, karışıklık matrisi ile eğitim ve kayıp eğrileri gibi metrikler üzerinden ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar hem klasik CNN tabanlı modellerin hem de Transformer ve MetaFormer mimarilerinin sınırlı veri koşullarında dahi zeytin meyvesi hastalıklarını yüksek doğrulukla sınıflandırabildiğini ortaya koymuştur. Özellikle önerilen hibrit MetaFormer yapılarının, bazı durumlarda daha düşük hesaplama maliyetiyle daha yüksek sınıflandırma başarımı sunduğu gözlemlenmiştir. Bu çalışma, zeytin üretiminde hastalık tespiti ve kalite kontrol süreçlerine yönelik derin öğrenme tabanlı yaklaşımların etkinliğini göstermekte; aynı zamanda tarımsal görüntü analizinde model seçimi ve mimari tasarım kararlarına rehberlik eden bir kaynak sunmaktadır.
Design & application of low power interior permanent magnet motors
This thesis presents the design, analysis, experimental achievement and performance of an Interior Permanent Magnet (IPM) motor for use in low power range applications. IPMs are suitable for use in household appliance motors, pumps, small electric vehicles, air compressors motor and industrial fan motors. IPMs can significantly reduce power consumption compared to alternative motor types of similar power. In this thesis, an IPM has been designed and tested for use in low power electric applications. The IPM design aims to achieve maximum torque and power density at high efficiency while keeping losses low. The three basic components of the motor design, stator, rotor and permanent magnets, are considered separately with the aim of high efficiency. In order to minimize the cogging torque and thus improve the dynamic performance of the motor, a distributed winding structure is used in the stator windings. Permanent magnets are used in the rotor to provide high torque density in IPM. The magnets used are selected from high strength materials for structural integrity. The motor performance was analyzed by Finite Element Method and the results obtained were verified with the tests performed in the experimental study. According to the results obtained, it is revealed that the IPM shows a good dynamic performance with low cogging torque at high efficiency.
Kartezyen robot kullanarak manyetik akının haritalandırılması
The permanent magnet circuits is becoming increasingly important to produce. The general purpose is to separate the ferromagnetic parts in the intended bulk (garbage, wheat, etc.). However, there is no standardized control in their production. However, the magnets coming from the manufacturers those can show variability in attraction forces. This situation becomes important when large and sensitive magnet circuits are made. The control of the magnet circuit to make the intended performance is very important. These magnet circuits are used to protect very expensive devices in the mining and recycling sector. Failure or unplanned maintenance of these devices may results very high costs. Here we have worked on a Cartesian robot with features similar to the CMM to give this control. In this study, a CAD model of system has been developed and analyzed in Solidworks. The chassis of Cartesian Magnetic Flux Mapper (CMFM) has been assembled from laser cut and on the shelf part.
Nesnelerin interneti tabanlı makine öğrenmesine dayalı seçici sulama sistemi tasarım ve uygulaması
Son yıllarda hızlı nüfus artışıyla su tüketiminin artması, iklim değişikliği nedeniyle doğal su kaynaklarının azalması ve bilinçsiz tarımsal sulama sonucunda tatlı su kaynakları için ülkeler arası rekabetin artmasına sebep olmaktadır. Dünya nüfusu hızla artmakta ancak bu artışa paralel olarak tarımsal üretim aynı doğrultuda artmamaktadır. Tarımsal üretimdeki yetersizliğin sebeplerinden bir tanesi geleneksel yöntemlerle sulamanın hala yaygın olarak kullanılmasıdır. Geleneksel tarımsal sulamada, bitkinin ihtiyacından fazla su verilmekte ve suyun birçoğu bitki tarafından kullanılmadan buharlaşmaktadır. Tarımsal üretimde, su kullanımını en uygun seviye de tutmak, enerji tüketimini azaltmak ve mahsullerin kalitesini arttırmak için tarımsal sulamada akıllı teknolojilere olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Bu tez çalışmasında; tarımsal sulamada su kullanımını verimli hale getirilmektedir. Bitkiye özgü sulama programı oluşturacak nesnelerin interneti tabanlı ve makine öğrenmesine dayalı bir sistem tasarımı gerçekleştirilmiştir. Toprak nem verileri Kablosuz sensör ağ (WSN) tabanlı sistemi ile toplanmıştır. Seçici Sulama Sisteminin (SSS) karar verme mekanizmasına yardımcı olarak, FAO CROPWAT programı tarafında bitkilere özgü oluşturulan sulama suyu verileri kullanılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda, bitkiye özgü sulama suyu miktarı, regresyon algoritmaları uygulanarak tahmin edilmiştir. Makine öğrenmesi ile elde edilen veriler MQTT protokolü ile NodeMCU işlemcisine gönderilerek suyun geçişine izin veren Selenoid Valflerin kontrolü sağlamıştır. Sistemde damla sulama yöntemi kullanılacaktır. Çalışmamızın enerji ihtiyacı Fotovoltaik (FV) sistemden elde edilmiştir.
Klasik ve modern kontrol metotlarının performansını karşılaştıran gerçek zamanlı deney düzeneği tasarımı
Mühendislik bölümlerinin lisans ve lisans sonrası eğitim seviyelerinde, kontrol sistemleri eğitimi önem arz etmektedir. Elektronik, bilgisayar ve makine bölümlerinde verilen bu alandaki derslerin amacına ulaşabilmesi için teorinin yanında uygulama destekli olması gerekmektedir. Teori odaklı mühendislik eğitiminde uygulamaya da yer verilmesi, mühendislik öğrencilerine farklı sektörlerdeki problemlerini çözme kabiliyeti kazandıracaktır. Bu çalışmada kontrol deney düzeneği ve deney tasarımı yapılması üzerine çalışılacaktır. Kurgulanan deney düzeneğinde temel problemleri basit ve açık şekilde göstermesi dersin başarısı açısından önemlidir. Bu tez çalışması DC motor hız kontrol ve sıcaklık kontrol problemini sayısal kontrol yöntemleri kullanarak modern ve klasik kontrol yöntemlerinin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajlarını mühendislik öğrencilerinin görmelerini sağlamaktadır. Ayrıca yeni bir metot geliştiren araştırmacıların mevcut sonuçlarla kendi sonuçlarını karşılaştırabilmelerine imkân sağlayacaktır. Çalışmada ilk olarak deney sistemindeki malzemelerin davranış özellikleri kullanılarak sistem matematiksel modeli çıkartıldı. Çıkarılan matematiksel model kullanılarak ve/veya matematiksel modeli çıkartılamayan sistemler için klasik ve modern kontrol metotlarıyla kontrol sistemi tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrol sisteminin benzetim programıyla davranışı çıkartılacak, son olarak DC motor veya sıcaklık kontrol deney düzeneği üzerinde çalıştırılmıştır. Son olarak deney düzeneğini kullanan mühendislik öğrencileri üzerinde anket çalışması yapılarak, deney sisteminin öğrenimlerine etkileri tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kontrol sistemleri eğitimi, PID denetim, PID kat sayı belirlenmesi, Deney düzeneği tasarımı
Eğitim amaçlı kullanılacak bir üç eksenli dik işlem CNC makinesi dizaynı ve imalatı
Günümüzde gerçekleştirilen üretimde torna, freze gibi geleneksel işlem makinaları üretim süresi, hız, maliyet, hassasiyet gibi avantajlarından dolayı otomatikleştirilerek CNC (Computer Numerical Controller) adını verdiğimiz makinalar haline getirilir. Bilgisayar destekli çizim (Computer Aided Drawing) programı ile tasarlanan ürünler bilgisayar destekli üretim (Computer Aided Manufacturing) ile bir üretim dosyası çıkartılarak ürünün ham materyalden işlenme yöntemi düzenlenir. Yardımcı programlar ile bu üretim dosyasında yer alan işlem kodları işlenerek CNC makinası üzerindeki motorlar kontrol edilir. Bu tezde, üniversite eğitimine yardımcı olması amacıyla bir CNC tezgahı imal edilmiştir. CAM dosyasını işleyecek hazır bir program kullanılmak yerine Visual C# dilinde yeni bir yazılım yazılmış, böylece komut listeleri kullanıcı tarafından kontrol edilebilmiştir. Bilgisayar ara yüzünde olduğu gibi, ARM mikroişlemci mimarisi tabanlı Texas Instruments Stellaris LM3S811 geliştirme kartında da sık kullanılan komutlar için algoritmalar geliştirilmiştir. Uygulamalı eğitim olarak hem makina mühendisi hem elektronik mühendisi öğrencilerine öğretim materyali bir sistem haline getirilmiştir.