Matlab
66 theses under this subject heading
Öğretmen performanslarının bulanık mantık yöntemi ile değerlendirilmesi
Bu çalışmada, performans değerlendirme süreçlerinde bulanık mantık yaklaşımının kullanımını incelemek, öğretmen performanslarını bulanık mantık yaklaşımı ile değerlendiren bir model tasarlamak, geleneksel (klasik) yöntemle elde edilen değerlendirme sonuçları ile bulanık mantık yöntemi kullanılarak elde edilen değerlendirme sonuçlarını karşılaştırarak, değerlendirme açısından her iki yöntemin olumlu ve olumsuz yönlerini ortaya koyma amaçlanmıştır. Araştırma verileri Van ili merkez ilçelerde (İpekyolu, Edremit ve Tuşba) , 2016-2017 eğitim - öğretim yılı bahar döneminde, Milli Eğitim Bakanlığına bağlı liselerde aktif olarak görev alan müdür, öğretmen ve öğrenim gören öğrencileri kapsamaktadır. Çalışma, basit seçkisiz örnekleme esasıyla 375 öğretmen, 42 müdür ve 1500 öğrenci üzerinden yürütülmüştür. Veriler, MEB tarafından öğretmen performansını belirlemek için oluşturulan değerlendirme formu uygulanarak toplanmıştır. Öğretmen performansını belirlemek için Matlab programında bulunan Fuzzy Logic Toolbox aracı kullanılarak bulanık mantık temelli üç girişli ve tek çıkışlı bir sistem tasarlanmıştır. Öğretmen, müdür ve öğrencilerden toplanan veriler giriş değişkenleri olarak belirlenmişken öğretmenin nihai performans puanı ise çıkış değişkeni olarak belirlenmiştir. Uzman görüşlerinden de yararlanarak yirmi yedi tane bulanık kural oluşturulmuştur. Mamdani bulanık çıkarım modeli kullanılarak durulaştırma işleminden sonra öğretmen performans değeri elde edilmiştir. Öğretmen performansları, önce klasik yöntemle daha sonra tasarlanan bulanık temelli modelle değerlendirilmiştir. Çalışma verilerinin analizinde, betimsel istatistikler (standart sapma, ortalama) T-Testi ve Pearson Korelasyonu kullanılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Analiz çalışmaların tümü SPSS paket programı ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, klasik yöntemle elde edilen öğretmen performans puanlarının ortalaması, bulanık yöntemle elde edilen puanların ortalamasından daha yüksek olduğu görülmüştür. Öğretmen performanslarının, her iki yönteme göre değerlendirme sonucu elde edilen puanlar arasında anlamlı bir fark olduğu ve bu farkın da klasik yöntem lehine olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, bulanık ve klasik yöntemle elde edilen puanlar arasındaki ilişkiyi ifade eden korelasyon değeri tespit edilerek iki yöntem arasındaki ilişkinin pozitif ve yüksek olduğu sonucuna varılmıştır.
COALSMW: Kömür damarı katı modelleme yardımcı aracı grafiksel kullanıcı arayüzü (GUI)
Maden kaynak kestiriminde cevher katı modelinin dog ̆ruya en yakın s ̧ekilde ortaya konmasının, maden planlaması ve maden is ̧letme stratejisine dog ̆rudan etkisi vardır. O ̈zellikle ko ̈mu ̈r damarı gibi tabakalı yapılarda damar ve/veya damarların geometrik su ̈reklilig ̆i ne kadar gerc ̧ek durumu yansıtırsa, sec ̧ilen madencilik yo ̈nteminin verimlilig ̆i o derece artacaktır. CoalSVModel, Hacettepe U ̈niversitesi Maden Mu ̈hendislig ̆i Bo ̈lu ̈mu ̈'nde MATLAB programlama dilinde yazılmıs ̧, Compiler uygulamasıyla exe uzantılı hale getirilmis ̧ ve ko ̈mu ̈r damarı modelleme ic ̧in yardımcı bir uygulama olarak literatu ̈re kazandırılmıs ̧tır. Programın bu versiyonunun temel amacı, ko ̈mu ̈r damarının tavan es ̧ yu ̈kselti eg ̆rileri ile kalınlık haritasının tematik hale getirilmesidir. Ko ̈mu ̈r damarının dig ̆er tabakalardan ayrılması bir sınıflandırma problemidir. Tez c ̧alıs ̧masında bu sınıflandırma probleminin c ̧o ̈zu ̈mu ̈ destek vekto ̈r makineleri yo ̈ntemine dayalıdır. Ayrıca, tez c ̧alıs ̧ması kapsamında bu programın her bir uygulamasının test c ̧alıs ̧maları gerek sentetik gerekse gerc ̧ek veri tabanlarından elde edilen veriler ile yu ̈ru ̈tu ̈lmu ̈s ̧tu ̈r. i Ayrıca, program exe haline getirildikten sonra Tu ̈rkiye'de bir ko ̈mu ̈r sahasına ait ko ̈mu ̈r veri tabanı kullanılarak bir durum c ̧alıs ̧ması yapılmıs ̧ ve program c ̧ıktıları incelenmis ̧tir. Durum c ̧alıs ̧masında, programın u ̈rettig ̆i ko ̈mu ̈r kalınlık haritası ile ko ̈mu ̈r tavan es ̧ yu ̈kselti eg ̆rileri sonuc ̧larına go ̈re sahadaki tektonizmadan etkilenen olası konumlar belirlenebilmis ̧tir. Ayrıca, fay bo ̈lgesinin daha iyi karakterize edilebilmesi ic ̧in ilave sondajların yapılacag ̆ı konumlar da o ̈nerilmis ̧tir. Bu program modu ̈ler bir yapıdadır ve gelecek c ̧alıs ̧malarda, c ̧es ̧itli aras ̧tırma konuları ile gelis ̧tirilmesi, su ̈rekli gu ̈ncellemeler ile ko ̈mu ̈r damarı modelleme konusunda literatu ̈re katkı sag ̆layacaktır. Bu tez c ̧alıs ̧masının bir bas ̧ka c ̧ıktısı ise gelecekte yapılması planlanan iyiles ̧tirmeler ve gu ̈ncellemelere yo ̈n vermek olmus ̧tur.
Rüzgar etkisi altında çerçeve yapıların ayarlı kütle sonümleyicileri ile kontrolü
Son otuz yılda kentsel inşaat yapılarının hızlı gelişimiyle birlikte, yüksek binalar, geniş açıklıklı köprüler ve açık deniz platformları gibi birçok büyük yapı hayata geçirilmiştir. Bu tür yapılar, dinamik çevresel tehditlerin etkisi altında büyük titreşimlere duyarlıdır. İnşaat mühendisliği yapılarının sürekli değişen dinamik etkilerle başa çıkarken en iyi dinamik performansı sağlaması için önemli bir kriter, istenmeyen dış etkilerin (örneğin, rüzgâr) oluşturduğu titreşim tepkilerini sönümlemektedir. Günümüz bina tasarımında, yapısal kontrol sistemleri, doğal dinamik yüklerin neden olduğu ve istenmeyen titreşim etkileriyle başa çıkmak için son derece önemli bir role sahiptir. Binalarda kullanılan pasif kontrol sistemleri arasında yer alan ayarlı kütle sönümleyicileri (TMD) sadece yeni yapıların tasarımı ve bileşenlerinde değil, aynı zamanda mevcut yapıların dinamik etkilerine karşı dayanıklılığını artırmada daha fazla kabul görmektedir. Ayarlı kütle sönümleyicileri (TMD), yapıların spesifik rezonans frekanslarını kontrol etmek amacıyla cihazın özelliklerini ayarlayarak, deprem veya rüzgâr etkisi altındaki bir yapının titreşimlerini hafifletmeyi amaçlar. Bu tez çalışmasında, rüzgâr hareketinin neden olduğu titreşimler sırasında açığa çıkan enerjilerin pasif olarak dağıtılması amaçlanmaktadır. 30 katlı bir binanın üzerindeki rüzgâr etkisini azaltmak için Jaya algoritması (JA) dahil olmak üzere Matlab'daki meta-sezgisel algoritmalar kullanılarak parametrelerini optimize edilen ayarlı kütle sönümleyici (TMD) kullanıldı. Daha sonra SAP2000 kullanılarak yapısal analiz yapılmıştır. İlk adımda, hedef bina yapısının modal parametreleri, Robot Structural Analysis sonlu eleman modelinden elde edilmiştir. Daha sonra kütle sönümleyicisinin fiziksel özellikleri olan kütle, rijitlik ve sönüm parametreleri titreşimi en iyi şekilde azaltmak üzere optimum olarak belirlenecektir. Optimizasyon sürecinde, Jaya algoritması gibi meta-sezgisel yöntemler kullanılarak sayısal iterasyon uygulanmıştır. Hedef bina için ayarlı kütle sönümleyici sistem bulunan ve bulunmayan durumlar altında rüzgâr etkisiyle meydana gelen yer değiştirme değerleri minimize edilerek, ayarlı kütle sönümleyici sistemlerin optimal parametreleri hesaplanmıştır. Kontrol etkinliğini değerlendirmek amacıyla, TMD'li ve TMD'siz sistem yapılarının tepkilerini karşılaştırılmıştır. 30 katlı bina modelin analiz sonuçları, önerilen ayarlı kütle sönümleyici sisteminin hem yapısal güvenliği hem de konut konforunu artırmak adına kat titreşimini azaltma ve rüzgâr uyarıları nedeniyle geçen titreşim süresini azaltma konusunda oldukça etkili olduğunu göstermektedir. MATLAB sonuçlarına göre, TMD'nin optimizasyon sonuçlarını incelediğimizde optimum yer değiştirme değeri elde edildiğinde yapıdaki yer değiştirmenin %19,2 civarında azaldığını, toplam ivme değerinin ise %55,88 oranında azaldığını gözlemliyoruz. SAP2000'de, TMD yapının en yüksek seviyesindeki yer değiştirmesi %21,40 oranında ve ivme %57,68 oranında azalma konusunda özellikle başarılı olduğunu kanıtladı. Son olarak, bu tezde elde edilen sayısal sonuçlar, TMD sisteminin yer değiştirme azaltılmasında etkili olduğunu ve dolayısıyla rüzgâr etkisi altındaki yapıların etkili kontrolünün bir ölçüsü olarak kullanılabileceği sonucuna varmıştır.
Mobil robotlarda konum kontrolü ve simülasyonu
Günümüzde, teknolojinin hızlı gelişimi, mobil robotların sağlık, tarım, endüstri ve lojistik gibi çeşitli alanlarda kullanımını artırmıştır. Bu sistemlerin başarılı bir şekilde uygulanabilmesi için konum kontrolü, robotun çevresel etkileşimleri ve görev performansı açısından kritik bir öneme sahiptir. Özellikle doğru ve verimli bir kontrolü sağlamak, mobil robotların karmaşık görevleri güvenilir bir şekilde yerine yetirmesini sağlar. Bu tezde, mobil robotların otonom hareket kabiliyetinin temel taşı olan konum kontrolü problemi hem teorik, hem de uygulamalı bir düzeyde yeniden ele alınmış ve yapay zeka tabanlı kontrol stratejileri farklı simülasyon senaryoları altında sistematik olarak karşılaştırılmıştır. Öncellikle, mobil robotların kinematik ve dinamik davranışları analitik olarak modellenmiş, diferansiyel tahrikli sistemler için türetilen doğrusal olmayan model üzerinde çeşitli kontrol algoritmaları (PID, PD, bulanık mantık, DDPG ve DQN) uygulanmıştır. Kontrol sistemlerinin etkinliği genellikle pozisyonlama hatası, yönlenme doğruluğu, zamanlama ve stabilite ölçüleri üzerinde karşılaştırılmış, aynı zamanda her yöntemin parametre duyarlılığı ve adaptasyon kapasitesi analiz edilmiştir. Bu tez, yalnızca mevcut kontrol algoritmalarının yeniden uygulanmasından ibaret kalmamış, aynı zamanda kontrol mimarisinin genelleştirilmesine ve dinamik çevresel değişkenliklere karşı uyarlanabilir stratejilerin geliştirilmesine de katkı sağlanmıştır. Özellikle derin pekiştirmeli öğrenme algoritmalarının, klasik kontrolörlerle bütünleştirilerek hibrit kontrol sistemlerinin tasarımına yönelik ilk adımlar atılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, yapay öğrenme tabanlı kontrol stratejileri, klasik yöntemlerle kıyasla daha yüksek doğruluk ve çevresel adaptasyon yetisi sunsa da işlem maliyeti, veri açlığı ve güvenlik sınamaları gibi yeni zorluklar getirilmiştir. Bu bağlamda, tezin özgün katkısı, farklı kontrol stratejilerinin çok boyutlu analizini içeren metodolojik çerçevesi ve simülasyon sonuçlarının gerçek dünyaya aktara bilirliğini göz önünde bulunduran bütüncül yaklaşımdır. Eylül 2025 , 81 sayfa. Anahtar Kelimeler: Mobil robot, konum kontrolü, PID kontrol, simülasyon, bulanık mantık
Stewart platformu tabanlı simülatörler için hareket algı algoritmasının modellenmesi ve kontrolü
Simülatörler, gerçek araç hareketini birebir taklit etmek yerine, insan algı sisteminin sınırlarını kullanarak gerçekçi bir hissiyat yaratmaya odaklanmıştır. Bu süreç, insan algısının matematiksel olarak modellenmesi ve elde edilen bulguların mühendislik uygulamalarına aktarılmasıyla mümkün olmuştur. Simülatörler, kısıtlı hareket alanlarında en iyi ivme hissini oluşturmak için tasarlanırken, insan algısının belli ivme değerleri altında hassasiyetinin düşük olması ve eğim ile ivmelenme arasındaki farkın belirli bir dereceye kadar ayırt edilememesi gibi özelliklerinden yararlanılır. Bu olgular, hareket algı algoritmalarının temelini oluşturur. 50 yılı aşkın süredir geliştirilen bu algoritmalar, farklı kontrol teorisi yaklaşımlarıyla en iyi sonucu elde etmeyi amaçlar. Bu tezde, Klasik Algı Algoritması ve Doğrusal Kuadratik Regülatör yaklaşımıyla oluşturulan Optimal Hareket Algı Algoritması karşılaştırılarak Matlab üzerinde simüle edilmiştir.
Matlab programının doğrusal olmayan deprem analizleri için paralel programlamaya uygunluğunun araştırılması
ÖZET İnşaat mühendisliğindeki gelişmeler sayesinde yapısal modelleme ve çözümleme farklı şekillerde yapılabilmektedir. Yapısal modelleme sürecinde, yapıyı oluşturan kolon, kiriş, döşeme, perde gibi fiziksel elemanların davranışlarını gözönünde bulundurarak ve davranışları ile ilgili bazı kabuller yaparak, bu elemanlar için matematiksel modeller kullanılır. Fiziksel elemanların yanı sıra, doğrusal olmayan davranışı temsil edecek elemanların matematiksel modelleri de oluşturulur. Bu eleman bazındaki modeller kullanılarak yapısal sistem ( çerçeve sistem, perdeli-çerçeve sistem, kabuklar, kablolu sistemler vb.) ve genel matematiksel model oluşturulur. Modellemesi biten yapıların analiz sürecinde ise toprak, rüzgar ve deprem gibi farklı yükleme durumları için çözümler yapılır. Bu tez kapsamında, kolon ve kiriş elemanlar için çubuk eleman basitleştirmesi ve doğrusal olmayan elemanlar için de yay kabulü yapılmıştır. Bu çubuk elemanlar ve yaylar, düğüm noktaları yardımıyla birleştirilip çerçeve sistemler oluşturulur. Çubuk elemanların doğrusal, yay elemanların ise doğrusal olmayan davranış sergilediği düşünülerek sistemin doğrusalsızlığı yay elemanlara yoğunlaştırılmıştır. Aynı zamanda Matlab programlama dili yardımıyla doğrusal olmayan deprem analiz programı yazılmıştır. Bu bilgisayar programlarının bize sağladığı işlem kolaylığı ile yay ve çubuk elemanlardan teşkil edilen, istenilen açıklık ve istenilen kat sayısında çerçeve sistemler oluşturulmuş ve bu çerçeve sisteme dinamik yük uygulanarak zaman tanım aralığında analiz yapılmıştır. Dinamik yük olarak çeşitli deprem yer hareket kayıtları çerçeveye yüklenerek artırımlı zaman aralığında, deprem analizi için geliştirilen program çalıştırılmış ve analiz sonucu oluşan ivme, hız ve yerdeğiştirmeler belirlenerek yapının sismik davranışı saptanmıştır. Günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanan yüksek katlı ve çok sayıda açıklığı bulunan çerçeve sistemlerin modellenmesi esnasında kolon ve kirişlerin sayısı hatırı sayılır biçimde arttığı için fazlasıyla çubuk eleman göz önünde bulundurulmalıdır. Buna bağlı olarak her çubuk elemanda, doğrusal olmayan davranışı temsil eden yaylar da matematiksel modele entegre edilmelidir. Bu çerçeve sistemin oluşturulması ve özellikle çözülmesi esnasında Matlab programı ile geliştirilen deprem analiz programı fazlasıyla işlem yapmaktadır. Bu işlemlerin fazlalığı analiz için gerekli olan süreyi uzatmakta dolayısıyla vakit kaybı yaşanmakta ve projelerde gecikmeler yaşanabilmektedir. Analiz sürelerinin uzun olmasının yol açtığı problemleri çözüme kavuşturabilmek için geleneksel yöntem olan seri hesaplamalardan uzaklaşıp paralel programlama konseptinin kullanılması gerektiği ortaya çıkmıştır. Bilgisayar mimarisindeki değişimler ile ön plana çıkan paralel programlama, farklı avantajları sayesinde bir çok alanda kullanılabilmektedir. Zaman tasarrufu, bilgisayar çekirdeklerini aynı anda kullanım imkanı ve büyük verileri çözme kabiliyeti paralel programlamanın kullanım alanlarını her geçen gün artırmaktadır. Bu tez kapsamında, paralel programlama konsepti ile Matlab programında geliştirilen deprem analiz programının içerisindeki iş yükü küçük parçalara ayrılarak bilgisayarın çekirdeklerine (CPU) gönderilmiş ve eş zamanlı olarak çözümün elde edilmesi beklenmiştir. Bu sayede programların hızlandırılması ve analiz süresinin kısalması hedeflenmiştir.
STL formatlı CAD bilgilerinden nesne oluşturmak
Günümüzde neredeyse her alanda yedek parça temininde problemler yaşanmaktadır. Bu problemlerin nedeni, üretimin talebe yetişememesi ile de olabilir veya parça gereksinimi olan ürünün imalatının artık yapılmıyor olması da olabilir. Üretimi olmayan ancak ihtiyaç duyulan mekanik parçaların veya hasar görmüş mekanik parçaların tersine mühendislik yöntemi ile modelleme oluşturularak nesnenin imal edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Üretimde yapılacak bir ürünün bütün parçalarının çizim dosyalarının saklanması ve yıllar sonrasında dahi olsa ihtiyaç duyan kişinin bu dosyalar arasından parçanın çizimini alarak 3D yazıcılar aracılığı ile ilgili parçayı oluşturulması bir çözüm olabilir. Ancak çizim dosyalarının büyüklüğü düşünüldüğünde yüzlerce parçası olan ürünler için bunu olanaksız hale getirebilir. Eğer ki saklanacak dosyalar, STL formatlı bir dosya olarak düşünülürse, çizim formatlarına göre daha az yer kaplayacaktır. Çalışmamızda tersine mühendislik yöntemi kullanarak STL formatlı dosyalardan MATLAB yazılım ortamını kullanarak nesnenin çizdirilmesi sağlanmıştır. MATLAB da çizim oluşturulduktan sonra, nesnenin herhangi bir yerinde kullanıcı istediği şekilde değişiklik yapabilir, aynı zamanda çizim Api arayüzü kullanılarak Solidworks programında da çizdirilip kullanıma sunulmuştur. Bu konularda ülkemizde yapılacak çalışmalara temel fikir sunmak amaçlanmıştır.
Analitik ve derin öğrenme yöntemleriyle Balıkesir koşullarında şebekeye bağlı bir güneş enerji santralinin modellenmesi ve verimlilik analizi
Elektrik enerji üretiminde, çevre ve doğa dostu olarak bilinen yenilenebilir enerji kaynaklan içerisinde, güneş ve rüzgâr enerji santrallerinin sayısı her geçen gün artmaktadır. Sürdürülebilir enerji politikaları içerisinde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı her geçen gün daha da önemli hale gelmektedir. Ülkemiz rüzgâr ve güneş enerjisi açısından zengin kaynaklara sahiptir. Güneş ve rüzgârdan elektrik enerjisi üretiminde konum önemli bir parametredir. Bir bölge ya da alanın enerji üretimi için uygun olup olmadığına uzun süreli ölçümler ve hesaplamalar sonucunda karar verilmektedir. Bir projenin planlama da öngörülen enerji üretim değerlerini sağlaması, proje maliyetinin geri dönüş süresini doğrudan etkilediğinden, hesaplamaların doğru yapılmasını gerektirmektedir. Tez kapsamında, Balıkesir ilinde kurulu bir güneş santralinin enerji üretim verileri kullanılarak analitik ve yapay zekâ olarak bilinen derin öğrenme yöntemi ile iki farklı model elde edilmiştir. Analitik modelleme çalışmasında, gerçek sistemle yapılan karşılaştırmanın doğru olması için sahada kullanılan güneş panellerinin katalog verileri kullanılmıştır. Model MATLAB/SIMULINK ortamında gerçekleştirilmiştir. Analitik model ve gerçek sistemin verileri karşılaştırıldığında, oluşturulan modelin gerçek verilere çok yakın değerler ürettiği görülmüştür. Derin öğrenme yönteminde ise oldukça fazla veriye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bilgiler hali hazırda kullanılmakta olan PVGIS-SARAH2 veri tabanından alınarak derin öğrenme modelinde kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan verilerin bir kısmı eğitme, bir kısmı da test için kullanılmıştır. Modelleme sürecinde kullanılan veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden, Fotovoltaik Coğrafi Bilgi Sistemi (PVGIS-SARAH2) ve Amerikan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL-NSRDB) veri tabanından temin edilmiştir. Tez kapsamında, güneş enerji santralinde enerji verimliliğini etkileyen faktörler model üzerinden incelenerek, optimum açı değerleri ve invertör gücü belirlenmiştir.
Design and implementation of model predictive trajectory tracking controller for a quadcopter
In this study, a trajectory tracking controller was designed for a quadcopter unmanned aerial vehicle (UAV), and its performance was evaluated by performing the necessary flight tests. As the controller approach, the model predictive controller (MPC), a newly popular method in aviation, has been chosen. Firstly, nonlinear dynamic equations of quadcopter were derived by Newton-Euler approximation. Then, a control algorithm was created, and a quadcopter system was produced, together with the sensors and flight computers necessary for the algorithm to work. While creating the control algorithm, it was decided to control the angle of the quadcopter UAV with the ArduPilot flight control algorithm, which is open-source software. ArduPilot software is an algorithm consisting of cascaded PID controllers and runs on the Pixhawk flight computer. The MPC algorithm was designed for trajectory tracking by considering the derived linear equations of motion. With the simulation created in the MATLAB environment, trials were made before the real flight tests and the design parameters of the MPC were decided. The tested controller software was written in Python and run on a Raspberry Pi computer. The communication between Raspberry Pi and Pixhawk flight computers was ensured, the system was made ready for flight, and trajectory tracking tests were carried out.
Analysis of crack initiation in edge cracked niti shape memory alloy plate
Shape Memory Alloys (SMAs) are getting more known among scientist and the engineers day by day. Therefore, their industrial, military and also daily life applications are increasing. Their unique properties make them very useful under special circumstances, however also because of that, there are some parameters (such as fracture), behaviors that need to be discovered. This thesis is designed to investigate the fracture behavior of the Shape Memory Alloys. Their super elastic behavior and martensitic transformation, especially around crack tip, is modeled on ABAQUS software followed by some MATLAB fitting evaluations in order to implement data to conventional fracture criterions. The different material properties are changed and their effects on crack angles are studied. As a result of simulations, effect of every material property and crack angle change is discussed on the last chapter. The results are interpreted as the martensitic transformation effects the crack angle according to MTS, Det and Ip crack initiation criterions due to strain hardening.
An unsupervised and refractoriness-supported algorithm design for real-time spike sorting
Neural spike sorting algorithms have been used to group the action potentials in electrophysiological signals according to their characteristics to use them in neuroscience studies. In this study, we developed an unsupervised and online spike sorting algorithm that performs better than existing online and unsupervised sorting algorithms, calculates thresholds variably, and can be used for real-time studies when applied on FPGA boards. A template matching algorithm OSort, based on Euclidean distance, functioned as the base for this algorithm. We used the NEO method to detect the spikes and the Windowed Sinc Interpolation method to upsample the detected spikes four times. We developed a refractoriness control mechanism that works according to the peak points of the spikes to prevent assigning a spike to the wrong cluster. We designed a second block that considers the probability of a spike belonging to the second closest cluster to itself. It controls this issue to prevent assigning a spike to the wrong cluster if the spike waveforms of the different neurons are similar. We avoided using more complex mathematical operations like calculating standard deviation with the aim of future real-time studies on cheaper FPGA boards. When we compared the performance of our algorithm with the well-known algorithms in the literature, we saw that ours performed significantly better than the online ones and insignificantly worse than offline ones. The presented thesis shows that more accurate online and unsupervised spike sorting is possible without complex algorithms. It is expected that this kind of algorithms will support the increment in the number of neuroscience studies that use spike sorting.
Makine öğrenmesi tekniği kullanılarak domates meyvesinin briks değerinin belirlenmesi
Amaç: Makine öğrenmesi tekniği kullanılarak domatesin briks değerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Denemelerde joker f1 300 adet domates çeşidi kullanılmıştır. Domateslerin rengi sap, orta, taban bölgelerinden L,a,b renk uzayında renk ölçüm cihazı ile ölçülmüştür. Briks değeri ise refraktometre ile ölçülmüştür. Sap, orta ve taban bölgelerinden elde edilen dokuz adet L,a,b değerleri briks tahminlemesi için kullanılmıştır. Veri seti dokuz adet L,a,b değerleri ve briks değerlerinden oluşturulmuştur. Performans artırımı için eta özellik seçme algoritması kullanılmıştır. Makine öğrenmesi algoritması olarak destek vektör regresyonu ve karar ağaçları kullanılmıştır. Bulgular: Araştırmada domates renginin briks değerine etkisi belirlenmiştir. Çalışmada en iyi briks değeri tahmin modeli tüm renkler için karar ağaçları algoritmaları ve %50 eğitim-%50 test veri seti kullanılarak elde edilmiştir. Modelin belirleme katsayısı (R) 0.437'dir. Sonuç: Renk değerlerinden briks tahminleme için çalışılan tüm modellerde model performansı zayıf olarak belirlenmiştir.
4DOF robot kolu modelleme ve kontrolü
PID controllers are used in industrial controllers for 4 DOF robot arms. When a PID controller is used without a tuning method, the response has time-domain specifications that are unsuitable (maximum-overshot, settling-time, rise-time, etc.). The Ziegler-Nichols method was introduced as the standard tuning method for PID controllers. The enhancement of the response time-domain specifications using this method is insufficient. To obtain suitable time-domain specifications of the response, fuzzy logic with and without PID-controller, as well as Sliding Mode Controller (SMC), have recently been introduced. In light of the response time domain specifications and steady state error, this study will present a new comparative study for these four controller methods applied on a four-DOF robot arm. In the simulation, the sliding mode controller performed better in terms of response time than the PID Controller, with no overshoot response. Matlab/Simulink is used to obtain simulation results. The simulation results show that for robot arm control, Sliding mode controller outperforms PID, FLC, and FPID. The desired speed is perfectly tracked and responds better than the others in case of changes in load and system disturbances because the SMC is robust in the presence of disturbances.
Senkron relüktans motor kontrolü
IEC'nin AB ile birlikte çalışarak endüstriyel motorların verimlerinin arttırılması ile ilgili aldığı kararlar doğrultusunda üreticiler yüksek verimli ve düşük maliyetli elektrik motoru arayışına girmişlerdir. Rotor sargılarını ortadan kaldıran sabit mıknatıslı senkron motor, yüksek verimli olmasına karşın rotorunda bulunan değerli mıknatıslar nedeniyle ucuz değildir. Hem yüksek verim hem de düşük maliyetli elektrik motoru arayışı üreticileri relüktans makinelerine yönlendirmiştir. Asenkron motora göre verimi ve moment yoğunluğu yüksek, sabit mıknatıslı senkron motora göre ucuz olan senkron relüktans motor endüstride güçlü bir alternatif olarak yer almaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında asenkron motor ve sabit mıknatıslı senkron rotor ile hemen hemen aynı aynı stator yapısına sahip ve bu motor tipleriyle aynı sürücü donanımını kullanan SynRM'nin MATLAB üzerinde matematiksel modeli kurulmuştur. Bu model üzerinde sensörlü vektör kontrol algoritması incelenmiştir. Senkron relüktans motor için sensörsüz hız algılama yöntemleri genel olarak tanıtılmış ve motor akımın eğimi ve motor akımları eğimlerinin farkı ile sensörsüz hız ve konum algılama yöntemleri incelenmiştir.
Dual kuaterniyon katsayılı matrisler
Bu çalışmada, ilk olarak, D dual sayılar kümesi olmak üzere, Mn(HD) dual kuaterniyon matrislerin kümesinin, HD dual kuaterniyon halkası üzerinde n2 boyutlu bir modül olduğu ve ikinci olarak, Mn(R) reel matris halkası üzerinde 4 boyutlu bir modül olduğu gösterilmiştir. Ayrıca dual kuaterniyon matrisleri kümesi üzerinde, toplama, çarpma, eşlenik, transpoz, eşlenik transpoz, ters, kuvvet ve iz gibi özellikler incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, dual kuaterniyonların sahip olduğu özelliklerle karşılaştırılmıştır. İlaveten, dual kuaterniyon matrislerin reel matris temsilleri ve bu temsillerin özellikleri incelenmiştir. Bu temsiller dual kuaterniyon matrislerin determinantını ve tersini bulmada uygulanmıştır. Ayrıca, bu matrislerin determinantını ve tersini bulmada farklı tipte yöntemler tanımlanmıştır. Son olarak, elde edilen sonuçlarla ilgili örnekler Matlab kullanılarak da çözülmüştür.
Using seeker optimization to enhance the broadband performance of electromagnetic absorbers and matching circuits
In this work Seeker Optimization Algorithm (SOA) as a relatively new promising bio-inspired optimization technique has been considered to solve four pivotal electromagnetic problems. According to the problem in hand, we applied modified versions of the SOA to get the most benefits of the used technique. In the first two problems, two different types of wideband absorbers have been considered. In the first problem design double stage seeker optimization algorithm has been applied to the multilayer absorbers design where continuous and discrete variables over wide-range of frequencies and incident angles are considered. The second problem is the enhancement of the performance of metamaterial absorbers over a selected frequency band using an Application Program Interface (API) between the CST and the MATLAB programs rather than using the mathematical models, where MATLAB is the coding environment and the CST is the powerful simulation environment. In the third and fourth designs, SOA have been used to design multi-stub as well tapered quarter wave matching circuits. where the real dimensions also the microstrip lines have been obtained using PUFF simulator. For each problem, many numerical examples have been considered, the results showed that, the designs obtained using SOA is superior and simpler in most cases than the ones in the literature.
Kesir dereceli kontrol sistemlerinin frekans cevaplarının analizi için MATLAB ortamında toolbox geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında kesir dereceli kontrol sistemlerinin analizi için MATLAB ortamında kullanılabilecek bir program geliştirilmiştir. Bu konuda literatürde mevcut olan programlar incelenmiş, bu programların avantajları ve dezavantajları ele alınmıştır. Bu bilgiler ışığında geliştirilen programın son kullanıcılar için kolay kullanılabilir olması hedeflenmiştir.Bu program kullanılarak tamsayı dereceli ve kesir dereceli sistemlerin zaman bölgesinde birim basamak tepkisi, frekans bölgesinde de Bode, Nyquist ve Nichols grafikleri kolayca elde edilebilmektedir. Bu grafikler parametre belirsizliği içeren tamsayı dereceli ve kesir dereceli sistemler için de elde edilebilmektedir. Ayrıca parametre belirsizliği içeren sistemlerin Bode ve Nyquist zarflarını elde etmek için gerekli olan algoritmalar da programa dahil edilmiştir. Bu analiz araçlarının kolayca kullanılabilmesi için bir arayüz programı geliştirilmiştir.Bu tez çalışmasında geliştirilen kolay kullanımlı program ?UFT-FOCS? olarak adlandırılmıştır. Programın uluslar arası nitelik taşıması için UFT-FOCS (User Friendly Toolbox for Fractional Order Control) ismi İngilizce seçilmiş, programın kullanım menüleri de İngilizce olarak hazırlanmıştır.UFT ? FOCS programının literatürdeki mevcut programlardan en büyük farkı kullanımının oldukça kolay tutulmuş olması ve parametre belirsizliği içeren kesir dereceli kontrol sistemlerini de kapsamasıdır. Dolayısıyla sadece bu konuyla profesyonel olarak ilgilenenlerin değil, lisansüstü öğrencilerin de rahatça kullanabileceği bir program oluşturulmuştur.
Elektrik güç sistemlerinde güç bölgeleri arasındaki salınımların kontrolü
Bu tez çalışmasında güç sistemlerinde güç bölgeleri arasında yük dengesizlikleri, uzun iletim hatları ve yüksek değerde güç iletimi nedeniyle meydana gelen küçük genlikli ve düşük frekanslı elektro-mekaniksel salınımların sönümlenmesi için Katsayı Diyagram Metodu (KDM) olarak adlandırılan bir polinomsal yaklaşım kullanılarak kontrolör tasarlanmıştır.Literatürde, birbirine bağlı sistemlerde bu tür salınımların kontrolü için birçok kontrol yöntemi tasarlanıp uygulanmıştır. Bu kontrolörlerden pratikte en çok kullanılan PID ve kesirli dereceli PID kontrolörleri ile önerilen KDM kullanılarak tasarlanan kontrolörün MATLAB'da benzetimleri ile basamak cevapları elde edilmiş ve sonuçların karşılaştırılması yapılmıştır.Birbirine bağlı sistemler için KDM kullanılarak tasarlanan kontrolörün kısa yerleşme süresine ve kapalı çevrimli sistemin zaman cevabının PID ve kesirli dereceli PID kontrolörlere oranla aşımsız özelliğe sahip olduğu sonuçlardan görülmüştür. Bu sonuçlar gösteriyor ki, güç sistemlerinde meydana gelen alanlar arası salınımların kontrol edilmesinde KDM uygundur.
Fırçasız doğru akım motoru tahrikli quadrotorun YSA tabanlı yörünge kontrolü
Bu çalışmada, Fırçasız Doğru Akım Motoru (FDAM) tahrikli bir quadrotor Matlab/Simulink ortamında modellenmiş ve YSA tabanlı bir kontrolör ile yörünge kontrolü gerçekleştirilmiştir. Yüksek verim, bakım gerektirmemesi, doğrusal moment cevabı vb. üstünlükleri nedeniyle son zamanlarda robotik çalışmalarda yaygın bir şekilde kullanılan FDAM, quadrotor sisteminde tahrik elemanı olarak kullanılmıştır. PSO algoritması ile optimize edilen PID kontrolörlü quadrotor ve FDAM, matematiksel denklemler kullanılarak Matlab/Simulink ortamında modellenmiştir. Quadrotorun yörünge kontrolü için, PID kontrolörden elde edilen veri setiyle eğitilen YSA tabanlı kontrolör kullanılmıştır. Önerilen YSA tabanlı kontrolörlü quadrotorun yörünge kontrol performansının incelenmesi için, gerçek bir mikrodenetleyicide oluşturulan PID ve YSA tabanlı kontrolörlerin, belirlenen referans değerler için çalıştırılması durumunda, STM32F4 mikrodenetleyicisi ve Matlab/Simulink kullanılarak bir eş simülasyon (Co-simulation) modeli oluşturulmuş ve elde edilen sonuçlar incelenmiştir.
İnsan iskeleti için kullanılan implant ve protezlere gelen yüklerin hesaplanması için bir yöntemin geliştirilmesi
Bu çalışmadaki amaç; bireye uygulanacak diz dezartikülasyon protezine gelen kuvvetlerin belirlenmesine yönelik kişinin yaşam koşullarına uyan ve sürdürülebilir bir protezin imalatına olanak sağlayacak alternatif bir hesaplama yöntemini geliştirmektir. Kişinin hayatını daha konforlu devam ettirebilmesi ve yükün daha uygun koşullarla taşınabilmesi adına kişiselleştirilmiş protezin elde edilmesinin sağlanacağı düşünülmüştür. Bu düşünce ile vücuda takılacak protezde, proteze gelen yüklerin, momentlerin hesaplanması ve analizi için kısıtlı bir yöntem geliştirilmiştir. Bu tasarım ve analiz sonuçlarını karşılaştırmalı olarak doğrulamak için MATLAB, Solidworks ve ANSYS Workbench programları kullanılmıştır. MATLAB programında, -60/-15 derecelik hareket sınırıyla belirlenen kişi ve protez ağırlığı parametrelerine bağlı olarak kinematik denklemlerin çözümü elde edilmiştir. Solidworks programında protezli bacağın modeli kurularak -60/0 derecelik hareket sınırı dâhilinde doğrusal ve açısal konum-hız-ivme analizleri elde edilmiştir. ANSYS Workbench programı üzerinden modellenen, protezli bacağın malzeme özellikleri genel probleme dâhil edilerek maksimum kuvvet pozisyonunda statik analiz sonuçları elde edilmiştir. Belirtilen üç programın kullanılmasıyla elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, sonuçlar arasında benzerlik gösterdiği anlaşılmıştır. Bu tip protezlerde kinematiğin yanında anatomik özellikler de dikkate alınarak analiz yapılması dolayısıyla mühendis-doktor iş birliği gerekliliği ortaya çıkmıştır.
Hosoya ve Merrifield-Simmons indekslerinin moleküler yapılarda analizi
Bu tez çalışmasında genel anlamda benzenoid sistemler üzerinde çalışılarak kimyasal graf teori alanında önemli uygulamaları olan Hosoya indeksi ve Merrifield-Simmons indeksinin hesabına odaklanılmıştır. Başlangıç olarak verilen her iç noktasız-yoğunlaştırılmış benzenoid sistemin ∀𝑘 ≥ 0 için 𝑘-eşleme sayısını ve 𝑘-bağımsızlık sayısını hesaplamada kullanılan her biri elde edilen doğal sayı içerikli kare matrisler ile bir vektör çarpımına dayanan iki ayrı metot sunulmuş ve metotların uygulanabilirliği için MATLAB programında kodlar yazılmıştır. Çalışmanın temel kısmı olarak, verilen her iç noktasız yoğunlaştırılmış benzenoid sistemin Merrifield-Simmons indeksini doğal sayı içerikli matrisler ile bir vektörün uygun bir çarpımı yoluyla hesaplayan metot önerilmiştir. Devamında, iç noktalı-yoğunlaştırılmış benzenoid sistemlerin bir türü olan çift katlı benzenoid zincirlere özgü Hosoya ve Merrifield-Simmons indekslerinin hesabına yönelik her biri ilgili indeksi hesaplamada kullanılan iki ayrı metot önerilmiştir. Son olarak, 𝑅𝑛 ve 𝑷𝒏 sembolleriyle sunulan iki ayrı özel tipteki iç noktalı-yoğunlaştırılmış benzenoid sistem türüne yönelik hem Hosoya hem de Merrifield-Simmons indekslerinin hesabı, bir matrisin bir kuvveti ile bir vektörün çarpımı şeklinde ifade edilen açık bir fonksiyon olarak sunulmuştur.
Asenkron makinelerin Matlab'da tasarımı ve analizi
Bu çalışmada, asenkron motorların tasarımını yapan, eşdeğer devre parametrelerini hesaplayan, performans analizi ve nominal çalışma büyüklüklerini hesaplayan bir altprogramla, Eşdeğer devre parametrelerini hesaplayan, Eşdeğer devre parametrelerine göre performans analizi yapan ve yüklenme analizini yapan üç alt programdan oluşan bir bilgisayar programı yazılmıştır. Tasarım altprogramından elde edilen sonuçlar ile katalog değerleri karşılaştırmalı olarak sonuçlar kısmında verilmiştir. Performans analizi ve yüklenme analizi kısımlarında ise sonuçlar grafiksel olarak gösterilmiştir.Bu tez 4 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, asenkron motorun yapısı, asenkron motorların çalışması, asenkron motorların eşdeğer devresi, asenkron motorda oluşan güç, moment, güç faktörü ve verim değerlerinin hesaplanması hakkında detaylı bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, asenkron motorun tasarım aşamalarından bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde ise, asenkron motorun eşdeğer devre parametrelerinin hesaplanması ve performans analizi ile yüklenme analizleri hakkında bilgi verilmiştir. Dördüncü ve son bölümde ise, yazılan bilgisayar programı tanıtılmış olup, programda yer alan bölümlerin nasıl kullanıldığı anlatılmıştır.
Asenkron motorlarda rotor kırıkları analizi ve modellenmesi
Elektrik motorlarında meydana gelen arızaların tarihi, elektrik motorlarının tarihi ile neredeyse yaşıttır. Üreticiler ve kullanıcılar, başlangıçta meydana gelen arızalar karşısında basit çözümleri benimsemekteydiler. Bunlar aşırı akım koruma sistemleri, gerilim regülâtörleri, sigortalar gibi cihazlar kullanılarak veya topraklama önlemleri alınarak çözülebilmekteydi. Ancak elektrik makinelerinin ve genel olarak teknolojinin gelişimine paralel olarak, ortaya çıkan arıza çeşitlerinin de artması ile arızaların erken teşhisi ve giderilmesinin önemi artmıştır [1].Asenkron motorların rotor devresinde meydana gelen kırık rotor çubuğu arızaları stator akımına harmonik olarak yansımaktadırlar. Bu çalışmada da sincap kafesli bir asenkron motorda meydana gelen rotor çubuğu kırıklarının stator akımlarından gözlemlenmesi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Daha sonra deneysel verilerle kıyas edilmiştir. Elde edilen sonuçlar Simulink modelinin eğitim amaçlı olarak kullanılabilirliğini göstermektedir.
Analysis of temperature effect on anisotropy of AZ31 sheet
AZ31 is a challenging alloy for aerospace, automotive, and biomedical industries. This study delves deep into the intricate relationship between build orientations, temperature, and the resulting mechanical behavior of AZ31 alloy. Utilizing tensile tests on specimens with distinct build orientations, the research evaluates the alloy's response to varying temperatures of 100, 200, and 300°C. The primary objective is to elucidate the nuanced effects of anisotropy and temperature gradients on the alloy's tensile strength, elongation, and overall mechanical performance. Furthermore, disc compression tests, a novel approach in this research, involve stacking multiple discs and subjecting them to compressive forces. This method, inspired by the findings of, aims to provide a comprehensive understanding of anisotropy, extract the Lankford values, and determine precise yield strengths. The study also ventures into the realm of computational simulations using the renowned MATLAB software. Several criteria, including the Hill48, the Barlat89, the Yld 2000, the Yld2004-2p, and the SHYqp2023 yield criteria are employed to simulate and predict the material's behavior under diverse conditions, a methodology that aligns with recent computational studies on similar materials. This research not only contributes to the existing body of knowledge but also paves the way for the development of advanced magnesium-based materials with tailored properties for specific applications. Results indicate that the mapped out biaxial anisotropy and the associated Lankford values and variations regarding temperatures and orientations. Older models, such as the Hill-48 and the Barlat-89 does not accurately predict anisotropic nature of AZ31. The Yld-2004 and the Bezier-SHYqp2023 models seem promising in predicting anisotropic features of AZ31 material, and materials of having the HCP crystal structures in general.