Güç kalitesi problemlerini gerçek zamanlı olarak belirleyen FPGA tabanlı akıllı tanıma sistemi

Bu tez çalışmasında, güç kalitesi problemlerinin belirlenmesine yönelik FPGA tabanlı akıllı güç kalitesi tanıma sistemleri gerçekleştirilmiştir. FPGA kullanılarak gerçekleştirilen akıllı tanıma sistemleri çevrimiçi bir yapıya sahip olup, güç kalitesi problemlerinin gerçek zamanlı olarak tespiti ve sınıflandırılmasına yöneliktir. Tasarımlarda gerçekleştirilen, güç sistemleri üzerinde meydana gelen güç kalitesi olayları ve güç kalitesi bozulmaları eş zamanlı olarak belirlenmektedir. Gerçekleştirilen çevrimiçi tanıma sistemlerinde, bu yapıya uygun olan üç farklı akıllı tanıma yaklaşımı kullanılmıştır. Bu yaklaşımlar; Fourier dönüşümü, dalgacık dönüşümü ve Hilbert Huang dönüşümü yöntemlerini içeren sinyal işleme tekniklerinden oluşmaktadır. Bu yöntemlerde, sınıflandırma işlemleri için karar ağacı algoritması kullanılmıştır. Tanıma sistemlerinden elde edilen sonuçları ve güç sistemine ait gerilim bilgilerini görsel olarak izleyebilmek ve bu bilgileri kaydedebilmek için bilgisayar ortamında bir grafiksel ara yüz yazılımı oluşturulmuştur. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen diğer bir yaklaşım ise güç kalitesi olayları ve güç kalitesi bozulmaları için yapılan çevrimdışı tanıma sistemi uygulamalarıdır. Bu yaklaşımlarda, çevrimiçi tanıma sistemlerinden elde edilen özellik vektörleri kullanılarak akıllı tanıma uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Çevrimdışı uygulamalarda; en küçük kareler destek vektör makineleri, aşırı öğrenme makineleri ve yapay sinir ağları sınıflandırıcıları kullanılmıştır. FPGA tabanlı çevrimiçi akıllı tanıma sistemlerini test etmek, doğruluk oranlarını belirlemek ve başarımlarını değerlendirmek için laboratuar ortamında prototip bir güç sistemi modeli oluşturulmuştur. Bu model üzerinden, geniş parametre aralıklarında farklı güç kalitesi olay türleri elde edilmiştir. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen çevrimiçi ve çevrimdışı tanıma sistemlerinden elde edilen sonuçlar incelendiğinde ve literatürle karşılaştırıldığında, donanımsal ve yazılımsal tasarımların oldukça etkili, hızlı ve yüksek bir başarım performansına sahip oldukları görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Güç Kalitesi Problemleri, FPGA, Sinyal İşleme, Akıllı Tanıma Sistemleri.