2.709
Arşivlenen Tez
3
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Çok küçük hidroelektrik santrallerde akıllı denetleyici destekli aktif ve reaktif güç kontrolü
Yapılan bu çalışma ile, ülkemizin hali hazırda çok büyük bir kısmı değerlendirilememiş olan küçük su potansiyelinden yararlanarak elektrik üretimine katkı sağlamak üzere bir ÇKHES'in prototip tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan prototipin boyutlandırılmasında ve tasarımında, basitleştirilmiş hesaplamalar kullanılmıştır. Prototipin imalatı yerel imkânlarla yapılmıştır. Buradaki amaç, ÇKHES'lerin yerelde de yapılabilirliğini göstermek ve küçük sermayeli şirketlerin sektöre olan ilgisini arttırabilmektir.Çalışmada, pelton türbinli HES'lerde bulunan hidrolik, mekanik ve elektriksel sistemin özelliklerini bünyesinde barındıran gerçeğe yakın esnek yapıya sahip bir ÇKHES oluşturulmuştur. Ayrıca pelton türbininin doğrusallaştırılmış modeli kullanılarak sayısal benzetimi yapılmış ve geliştirilen bir yöntemle gerçeğe daha yakın hale getirilmiştir.Prototipin, lokal çalışma durumunda frekanstan bağımsız olarak adaptif gerilim kontrolü yapılmıştır. Adaptif kontrol yapısında PI ve PID parametreleri, bulanık mantık denetleyicisi ile hesaplanmıştır.Frekans kontrolünde, geliştirilen Yüksek Eğimde Durdurma (YED) tekniği ile adaptif hale getirilen PI kontrolörlü bir yapı kullanılmıştır. Bu yapı bir adım daha geliştirilmiş ve bulanık mantık denetleyici ile adaptif hale getirilen bir kontrol yapısı oluşturulmuştur. Böylece frekans kontrolü, Bulanık Mantık Denetleyicili adaptif kontrolör ile, gerilim kontrolü ise hem PI hem de PID kontrolörleri ile yapılmıştır. Değişik yük şartlarında generatörün çalışması incelenmiş ve sonuçlar grafikler halinde alınmıştır. Sistemin kontrolünde PLC S7-300 kullanılmıştır.
Sabit mıknatıslı senkron motorun DSP tabanlı doğrudan moment kontrolü
Mikroişlemci teknolojisindeki gelişmeler ve güçlü mıknatısların üretilmesi ile birlikte Sabit Mıknatıslı Senkron Motorların (SMSM) kullanımı günümüzde giderek yaygınlaşmaktadır. SMSM'ler basit yapıları, yüksek verim değerleri ve birim hacim başına elde edilen yüksek güç oranı nedeniyle diğer motorlara göre daha fazla tercih edilmektedirler. SMSM'lerin kullanıldığı sürücü sistemlerinde motor kontrol yöntemi olarak v/f, Alan Yönlendirmeli Kontrol (AYK) ve Doğrudan Moment Kontrolü (DMK) kullanılmaktadır. DMK, dinamik cevabının ve performansının iyi olması nedeniyle diğer kontrol yöntemlerine göre daha üstün bir çalışma performansı sağlamaktadır. Bu nedenle son zamanlarda, SMSM'lerin kontrol yöntemi olarak DMK kullanılmaktadır.Bu tez çalışmasında SMSM'nin kontrol yöntemlerinden olan AYK ve DMK yöntemleri için Matlab/Simulink'te benzetim yapılmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Histerezis DMK yönteminin en önemli sakıncalarından biri olan sabit anahtarlama frekansında çalışamama probleminin çözümü için literatürdeki çalışmalardan farklı olarak genetik algoritma ile sabit anahtarlama frekansının elde edildiği bir yapı önerilmiş ve önerilen yapıya ilişkin benzetim sonuçları verilmiştir.Uzay vektör modülasyonlu DMK yöntemi, sabit anahtarlama frekansında çalışması ve yüksek örnekleme frekansına gerek duymaması nedeniyle SMSM'nin kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu yöntemdeki PI kontrolörünün değişken çalışma şartlarına cevap verememesi nedeniyle büyük moment dalgalanmaları ve kararsız çalışma durumları ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada hız ve moment kontrolörü parametrelerinin, YSA ile tahmin edilerek güncellendiği ve böylece PI kontrolöründen kaynaklanan sorunların giderildiği adaptif bir kontrolör yapısı önerilmiştir.SMSM'lerin AYK ve DMK yöntemlerinin deneysel olarak gerçekleştirilmesi için DSP 1103 Ace Kit kullanılarak SMSM'nin deneysel sürücü sistemi gerçekleştirilmiştir. Benzetim çalışmalarından elde edilen sonuçlar ile deneysel sürücü sisteminden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış, SMSM'lerin kontrolünde DMK yönteminin daha iyi bir performans sağladığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Sabit Mıknatıslı Senkron Motor, Doğrudan Moment Kontrolü, Alan Yönlendirmeli Kontrol, Matlab/Simulink, DSP
Mobil kablosuz ve tasarsız sensör ağlarda iletişim enerji maliyetinin modellenmesi ve analizi
Kablosuz sensör ağları; fiziksel dünyadan sayısal dünyaya dağıtık algılama çözümleri ile geniş bilgi sağlayan, sinyal işleme ve kablosuz iletişim yeteneğine sahip birçok sensör düğümünden meydana gelirler. Kablosuz sensör ağlarının önemli sınıflarından bir tanesi, başlangıçta konumları bilinmeyen, rastgele ve tasarsız yerleştirme olarak karakterize edilen kablosuz tasarsız ağlardır.Bu çalışmada, mobil kablosuz sensör ağlarında hareketliliğin enerji tüketim karakteristikleri üzerindeki etkisi araştırıldı. Öncellikle sistem modeli tanımladı, kabuller açıkça ifade edildi, optimizasyon problemi formüle edildi ve kablosuz mobil sensör ağlarında kurulan lineer programlama çatısı altında; ortaklaşa veri yönlendirme, hareketlilik ve enerji tüketimi birleştirildi. Tasarım alanı geliştirilen lineer programlama çerçevesi ile çözülerek araştırıldı.Lineer programlama, lineer eşitlikler veya lineer eşitsizlikler olarak ifade edilen kısıtlamaların bir sonlu kümesini karşılamak için gerekli olan değişkenler ile lineer bir fonksiyonu maksimize veya minimize etme problemini çözen bir tekniktir. Kablosuz ağlar bağlamında, lineer programlama yaklaşımı daha önce birçok çalışmada kablosuz ağların benzersiz özelliklerini modellemek için ve kablosuz ağlara özgü problemlere en uygun çözümleri belirlemek için uygulanmıştır.Çalışmanın temel anahtarı hareketlilik ile enerji dengelemedir. Daha kesin bir ifadeyle, çalışmadaki araştırma problemi, kablosuz sensör ağlarda hareketliliğin enerji dengeleme üzerindeki etkisini araştırmaktır. Bildiğimiz kadarıyla, bu problem genel ya da formel yollarla şu ana kadar açıkça çalışılmamıştır.Lineer programlama kullanılarak geliştirilen yeni problem formülasyonu ile kablosuz sensör ağlarında hareketliliğin ?ne zaman ve nasıl enerji dengelemeye yardımcı olduğu? hususundaki önemli bir sorunun cevabı araştırıldı.Bu çalışmada önerdiğimiz lineer programlama-temelli çerçeve, optimum yönlendirme kararları ile ideal koşullarda hareketliliğin enerji dengeleme üzerindeki etkisini değerlendirir, ölçer ve özel bir protokol ile gelen yükten bizi soyutlar.Ulaşılan sonuçlar, hareketlilik seviyesinin mobil düğümlerin enerji tüketimleri üzerinde önemli etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Gerçekten de, optimal koşullarda hareketlilik mobil kablosuz ağların enerji verimliliğini artırabilir. Ancak, aşırı hareketlilik ağın enerji verimliliğini düşürebilir.
Zayıf radar sinyallerinin genetik algoritmalar kullanılarak gürültüden arındırılması
Haberleşme sistemlerinin önemli uygulama alanlarından biri radardır. Radar sinyalleri elde edilirken çevresel yada insan kaynaklı nedenlerden dolayı asıl sinyale gürültü karışmış olabilir. Böylece asıl sinyalin tespiti imkansız olabilir.Bu tez çalışmasında, zayıf radar sinyallerini gürültüden arındırmak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, Dalgacık Dönüşümü ve Dalgacık Paket Dönüşümü kullanılmıştır. Bu dönüşümleri gerçekleştirirken uygun dalgacık ailesi türü, entropi türü ve seviye seçimi önemlidir. Ayrıca eşikleme işlemi için uygun bir eşik fonksiyonunun seçilmesi de önemlidir.Bu çalışmada, akıllı sistem olarak Genetik Algoritma yapısı önerilmiştir. Bu optimizasyon yapısı sayesinde, en iyi dalgacık ailesi türü, entropi türü ve seviye sayısı belirlenir. Ayrıca eşikleme fonksiyonu olarak Bulanık s-fonksiyonu kullanılmıştır. Bu yapıda Bulanık s-fonksiyonuna ait ?a? ve ?b? parametreleri en iyi başarım kriterine göre seçilmiştir.Zayıf radar sinyallerini gürültüden arındırabilmek için, önerilen algoritma incelenen diğer algoritmalarla karşılaştırılmıştır. Önerilen ve karşılaştırılan yöntemlerin başarımını test edebilmek için istatiksel yöntemler olan Ortalama Karesel Hatanın Karekökü ve Korelasyon Katsayısı kriterleri kullanılmıştır.Bu başarım kriterlerinden elde edilen sonuçlara göre önerilen yöntemin başarımı diğer yöntemlere göre oldukça iyidir.Anahtar Kelimeler: Zayıf Radar Sinyali, Gürültüden Arındırma, Genetik Algoritma, Dalgacık Dönüşümü, Eşikleme, Ortalama Karesel Hatanın Karekökü, Korelasyon Katsayısı.
Asenkron motorlarda moment dalgalanmalarının sinirsel bulanık ağlar ile azaltılması
Asenkron motorlar matematiksel modeli itibariyle; parametreleri zamana ve hıza bağımlı doğrusal olmayan yüksek dereceli diferansiyel denklemler içeren karmaşık bir modele sahiptir. Bu karmaşık modele bağlı olarak asenkron motorda akı ve momentin oluşumu, motora uygulanan gerilim ve frekansın bir fonksiyonu olduğu için motor akımları ile akı ve moment arasında bir kenetleme etkisi vardır. Skaler denetim yöntemi ile denetlenen bir asenkron motorun hız ve moment cevabı bu kenetleme etkisinden dolayı düşüktür. Motor modeli üzerinde yapılan analitik çözümlemeler neticesinde, üç faz değişkenleri yerine iki eksene indirgenmiş uzay vektörleri ile temsil edilen motor modelinin geliştirilmesine bağlı olarak bu kenetleme etkisi ortadan kalkar ve böylece motorun akısı ile momentinin birbirinden bağımsız olarak denetimine olanak sağlanır. Vektör denetim olarak bilinen bu yöntemin geliştirilmesiyle, skaler denetim yöntemindeki bu düşük hız ve moment cevabının asenkron motorun yapısından kaynaklanmadığı dolayısı ile motora uygulanan denetim şeklinden kaynaklandığı anlaşılmıştır.Vektör denetim yöntemi stator, rotor veya hava aralığı akılarından herhangi birinin belirlenen referans eksen takımına yönlendirilmesiyle elde edilir ve farklı şekillerde isimlendirilir. Bunlar arasında, stator akısının kullanılarak stator manyetik alanının yönlendirildiği Doğrudan Moment Denetim (DMD) yöntemi diğerlerine göre en basit yapılı vektör denetim yöntemidir. Bu yöntemde akı hatası ile moment hatası, iki ayrı histerezis denetleyici tarafından işlenerek motorun akı ve momenti doğrudan denetlenir ve dolayısı ile hız ve moment başarımı yüksektir. Ancak histerezis denetimden dolayı özellikle motor momentinde yüksek dalgalanmalar görülür. Ayrıca evirici anahtarlama frekansı da motor hızına, yüke ve histerezis denetleyicilerin bant genişliklerine bağlı olarak değişkendir.Bu tez çalışmasında, DMD yöntemi ile denetlenen üç fazlı bir asenkron motorda histerezis denetimden dolayı oluşan yüksek moment dalgalanmalarının Sinirsel Bulanık Denetleyiciler (SBD) ile azaltılması ve değişken olan anahtarlama frekansının sabit tutulması amaçlanmıştır. Bu amaçla Sinirsel Bulanık Ağ (SBA) yapısının kullanıldığı, giriş değişkenleri moment hatası ile bu hatanın değişiminden oluşan iki girişli Sugeno tipi bir Sinirsel Bulanık Moment Denetleyici (SBMD) tasarlanmıştır. Tasarlanan SBMD'nin başarımını göstermek amacı ile hem histerezis tabanlı hem de SBMD tabanlı DMD yöntemleri ile asenkron motorun hız ve moment denetimi, aynı örnekleme periyodunda, aynı hız ve yük şartlarında deneysel olarak gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılan denetim algoritması, dSPACE DS1103 denetleyici kartı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Her iki denetim yöntemine ait denetleyici katsayıları, histerezis bant genişlikleri, örnekleme periyodu, referans hız ve referans akı ile kullanıcı girişleri Control Desk Developer (CDD) yazılımı ile denetim sistemine aktarılmıştır. Farklı hız ve yükler için, önerilen SBMD'nin dayanıklılığı incelenmiş ve elde edilen sonuçlardan motorun hem geçici hem de sürekli durumda hız ve moment başarımının yüksek olduğu gözlenmiştir. Ayrıca önerilen bu yapı ile evirici, sabit anahtarlama frekansı ile anahtarlanarak değişken olan anahtarlama frekansı problemi giderilmiştir. Önerilen SBMD ile motor momentindeki dalgalanma bandı, histerezis tabanlı yapıya göre yüksüz durum için yaklaşık olarak % 38.69, yüklü durum için ise yaklaşık olarak % 47.69 oranında azaltılmıştır. Ayrıca akı denetimi için kullanılan oransal akı denetleyicinin etkinliğine bağlı olarak akıdaki dalgalanmalar da, histerezis tabanlı yapıya göre yüksüz durum için yaklaşık olarak % 9.30, yüklü durum için ise yaklaşık olarak % 11.45 oranında azaltılmıştır.
Akıllı yöntemlerle sayısal filtre tasarımı
Sayısal filtreler sayısal işaret işlemenin en temel elemanıdır. Temel olarak ikiye ayrılırlar. Bunlar; sonlu darbe cevaplı (FIR) filtre ve sonlu olmayan darbe cevaplı (IIR) filtrelerdir. Bu çalışmada Butterworth IIR, Chebyshev IIR, Eliptik IIR, Bessel IIR ve FIR filtre tasarımı için klasik yöntemler dışında farklı yöntemler kullanılmıştır. Çalışmada kulanılan yöntemler Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü Optimizasyonu ve yapay arı koloni algoritmasıdır. Filtre tasarımı için Matlab'da program ve arayüz oluşturulmuştur, elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Genetik algoritma, Parçacık sürü optimizasyonu, Yapay arı kolonisi, FIR filtre, IIR filtre, Butterworth filtre, Chebyshev II filtre, Eliptik filtre.
Konjestif kalp yetmezliği hastalarının teşhisinde veri azaltma yöntemleri kullanılarak en yakın komşu sınıflandırıcı çalışma süresinin kısaltılması
Kalbin asıl görevi vücut için gerekli oksijen ve besinleri taşıyan kanı dolaştırmaktır. Kalp Yetmezliği, kalbin doldurma veya boşaltma ile ilgili yeteneklerinin azalması durumudur. Vücudun çeşitli yerlerinde sıvı birikmesi durumu bu rahatsızlığa sahip hastalarda yaygın olduğu için bu rahatsızlığa Konjestif Kalp Yetmezliği (KKY) ismi de verilmektedir. Kalp yetmezliğinin teşhisi basit olmasına rağmen, hastalık belirtilerinin çoğu zaman diğer hastalıkların belirtileri ile karıştırılması nedeniyle özellikle pratisyen hekimler teşhiste zorlanmaktadırlar.Son zamanlarda veri madenciliği ve karar verme teknikleri üzerine çok gelişmiş teknikler sunulmuştur. KKY teşhisi için Elektrokardiyogram (EKG) veya EKG'den türetilmiş kalp hızı değişkenliği (KHD) analizi daha önce yapılan birçok çalışmaya konu olmasına rağmen, bu çalışmaların hepsi hasta ve sağlamlardan elde edilen verilerin çevrimdışı çalışan algoritmalar kullanılarak incelenmesi esasına dayanmaktadır. Eğitim için kullanılan verinin boyutundan dolayı, gerçek zamanlı bir algoritmayı geliştirmek uygulamada zor olmaktadır.Bu çalışma KKY hastalarının teşhisi için gerçek zamanlı çalışabilecek KHD analizi tekniği geliştirilmesi için sınıflandırıcı eğitim kümesi boyutunun veri azaltma teknikleri kullanılarak düşürülmesi üzerine odaklanmıştır. Basitliği ve kolay uygulanabilirliği nedeniyle k-yakın komşu sınıflandırıcısı tercih edilmiştir. Bu çalışmaları yürütebilmek için, KKY hastalarının normal kişilerden ayırt edilmesinde MIT/BIH tarafından sağlanan ve herkesin erişimine açık olan KHD veritabanları kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, bu veritabanlarından kullanılan örnek sayısının sınıflandırıcı başarımını etkilemeden düşürülebileceğini göstermektedir. Böylece KKY hastalarının çevrimiçi teşhisi için daha düşük özellikli bir donanım kullanılması mümkündür.
Frekans hoplamalı dik frekans bölmeli çoklu erişim (FH-DFBÇE) sistemlerin başarım analizi
Günümüz kablosuz haberleşme sistemlerinde kullanıcıların isteklerine göre veri hızlarının arttırılması ve mevcut bant genişliğinin verimli şekilde kullanılması önemlidir. Bu yüzden birçok yeni teknik geliştirilmektedir. Bu tekniklerden biri olan Dik Frekans Bölmeli Çoğullama (DFBÇ), yüksek veri hızlı seri veri akışını paralel olarak düşük hızlı alt taşıyıcılara bölerek bu alt taşıyıcıların iletilmesini sağlayan çoğullama türüdür. DFBÇ, ucuz alıcı yapısı, yüksek veri hızı ve çoklu yol etkilerine karşı dayanıklılığı nedeniyle günümüz kablosuz haberleşme sistemlerinde tercih edilmektedir.Ancak DFBÇ tekniği zamanla değişen çoklu yol ortamına uygulandığında, sistemde frekans çeşitliliği olmadığı için yetersiz sistem performansı meydana gelebilmektedir. Bu sorunu çözebilmek amacıyla frekans hoplamalı (FH)-DFBÇ tekniği kullanılmaktadır. Böylece hem hoplama kazancı sağlanmış hem de frekans çeşitliliği elde edilmiş olur. FH-DFBÇ'de birden fazla kullanıcıya farklı hoplama örgüleri kullanarak çoklu erişim özelliği kazandırılabilir. Bu sisteme frekans hoplamalı dik frekans bölmeli çoklu erişim (FH-DFBÇE) denir.Bu çalışmada FH-DFBÇE tekniğinin farklı kanal durumlarında sembol hata oranı (SHO) performansları benzetimle hesaplanmıştır ve benzetim sonuçları teorik sembol hata olasılığı hesaplamalarıyla desteklenmiştir. Modülasyon türü olarak Dördün Genlik Modülasyonu (DöGM), M=4, 16 ve 64 için kullanılmıştır. Kanalın önce sadece toplanır beyaz Gauss gürültü (TBGG) içerdiği varsayılmıştır. Daha sonra Rayleigh sönümleme içeren kanal, son olarak da Doppler kaymasının da olduğu Rayleigh sönümlemeli kanal göz önüne alınmıştır. Elde edilen teorik ve benzetim sonuçları birbirleriyle benzer elde edilerek yapılan çalışmaların doğruluğunu göstermiştir.
Biyolojik nöronlardan oluşmuş ölçeksiz ağın dinamiklerinin araştırılması
Sinir sistemi milyarlarca nöron ve bunlar arasındaki bağlantılardan meydana gelen karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu karmaşık yapı içerisinde nöronlar farklı fonksiyonel görevleri olan nöronal gruplar halinde bulunmaktadır. Bu bağlamda karmaşık ağ modelleri sinir sisteminde meydana gelen bilgi işleme ve iletme mekanizmalarını açıklamak amacıyla nöral ağların modellenmesinde sıklıkla başvurulan yollardan biridir. Ölçeksiz ağ modeli de sinir sisteminde ki fonksiyonel grupların bağlantı topolojilerini modellemede faydalanılan bir ağ topolojisidir.Bu tez çalışmasında biyofiziksel gerçekliği daha iyi yansıtan nöron modelleri kullanılarak ölçeksiz ağlarda sinirsel bilginin kodlanması, iletimi ve nöral senkronizasyon konuları ele alınmıştır. Ağdaki her bir nöron iyon kanallarının stokastik doğasından kaynaklanan iyon kanal gürültüsünü de içerecek şekilde zar alanına bağlı olarak modellenmiştir. Çalışmada ilk olarak, zayıf periyodik sinyallerin ölçeksiz ağda optimal olarak kodlanabilmesi için gerekli koşulların belirlenmesi ele alınmıştır. Nöronun iç dinamiklerinden kaynaklanan iyon kanal gürültüsünün, zayıf periyodik sinyalin frekansının, ağın ortalama bağlantı derecesinin ve kuplaj şiddetinin optimal bir değerinde zayıf sinyalin en iyi kodlandığı tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca zayıf periyodik sinyallerin ölçeksiz ağlarda iletimi incelenmiş olup, zayıf periyodik sinyalin uygulanma yerine bakılmaksızın belirli bir gürültü değerinde uygulanan zayıf periyodik sinyalin ağ üzerinde optimal iletilebildiği tespit edilmiştir. Bunların yanı sıra bilgi iletim gecikmesinin uygun değerlerinde bu iletimin daha da iyileştiği belirlenmiştir.Çalışmada son olarak gecikmenin nöronların uzaysal ve zamansal senkronizasyonu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ağda artan gecikme değerleri ile birlikte nöronların farklı senkronizasyon geçişleri gösterdikleri tespit edilmiştir. Ayrıca uygun gecikme değerlerinde uzaysal ve zamansal senkronizasyonun arttığı tespit edilmiştir.
Tek saç testi (single sheet tester-sst) yöntemi ile nüve malzemelerin manyetik kayıplarının ölçülmesi
Dünyada enerji verimliliği gün geçtikçe önem kazanmaya devam etmektedir. Elektrik makinaları elektrik tüketiminin çoğundan sorumludur. Dolayısıyla makine verimliliğinde küçük bir kazanım ile büyük bir enerji tasarrufu elde edilebilir. Elektrik makinelerinin geliştirilmesi için makine kayıpları doğru ölçülmelidir. Elektrik makinelerindeki kayıpların önemli bir kısmı nüve kayıplarından kaynaklanır.Nüve kayıplarının azaltılması, enerji sorunu ile başa çıkmada önemli adımlardan biridir. Manyetik akı yoğunluğu veya frekans arttığı zaman, manyetik kayıplar artar. Değişik frekans ve akı yoğunluğunda çalışacak verimli cihaz üretmek günümüzde önemli bir esastır. Makine verimliliğini artırmak için makine tasarım aşamasında nüve kayıpları doğru ölçülmelidir. Nüve kayıp verileri genellikle sınırlı bir frekans ve akı yoğunluğu aralıkları içinde çelik üreticileri tarafından sağlanmaktadır. Bu veriler elektrikli makinelerde nüve kayıpları tahmini için yeterli değildir.Bu çalışmada bilim çevresinde son yıllarda avantajlarından dolayı ilgiyle izlenilen tek saç test cihazı (SST) nüve kaybı ölçümlerinde kullanılmıştır. Mıknatıslanma akımı yöntemi ile manyetik alan şiddeti, akım değerleri ve nüve kayıpları hesaplanmış, değişik manyetik akı ve frekanslarda nüve kayıp eğrileri elde edilmiştir. Daha sonra elde edilen nüve kayıp test değerlerinden eğri uydurma yöntemi ile kayıp katsayıları bulunmuştur. Elde edilen histerisiz, girdap akımı ve anormal kayıp katsayıları vasıtasıyla nüve malzemelerin kayıp modelleri oluşturulmuştur.Çoğunlukla nüve kayıplarının sadece 50Hz frekanstaki değerleri, nüve üreticileri tarafından verilmektedir. Verimli elektromanyetik makina tasarlamak için, geniş frekans ve manyetik akı yoğunluğu bölgesinde nüve kayıplarının bilinmesi gereklidir. Bu çalışma mıknatıslanma akımı yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kayıp ölçümleri için, SST nüve kaybı ölçme cihazı tasarlanmıştır. Literatürde mıknatıslanma akımı yöntemi ile çalışan SST cihazı ile kayıp katsayılarının bulunması yapılmamıştır. Bu tezde bu husus üzerinde çalışılarak literatüre katkı sağlamak amaçlanmıştır. SST cihazı ile değişken frekans ve manyetik akı yoğunluğunda nüve kaybı testleri yapılmıştır. Elde edilen değerler yardımıyla nüve kaybı modelleri oluşturulmuştur. Bu kayıp modelleri vasıtasıyla 50Hz ile 500Hz frekans aralığında ve farklı akı yoğunluklarında nüve kaybı değerleri verilmiştir.
Aydınlatma sistemi için işlemci destekli akıllı bina uygulaması
Günümüzde, alışveriş merkezleri, hastane, okul kampüsleri ve kamu binaları binlerce metrekare alanlarda inşa edilmektedir. Böylesine büyük alanları aydınlatmada ise binlerce armatür kullanılmaktadır. Aydınlatma iş görebilme adına ne kadar önemli ise de, bütçemize getirdiği yükte bir o kadar fazladır.Aydınlatma otomasyon sistemleri ile bu soruna çözüm aranılmaktadır. Yani, hem verimli bir aydınlatma hedeflenmiş, hem de tasarruf amaçlanmıştır. Bu proje ile bu alanda büyük bir adım atılmış olacaktır. Üretilen cihazlar sayesinde hem kamu binalarında hem de özel sektöre ait bina ve açık alanlarda aydınlatma otomasyonu yapılabilecektir. Binlerce lambadan hangisinin açık, hangisinin kapalı olduğunu bilmek, hatta bunları kontrol edebilmek, çok önemlidir. Doğru yerlere doğru armatürlerin yerleştirilmesi ve bunların doğru zamanlarda açılıp kapatılması ile aydınlatma sağlanacaktır.
Heterojen nöral ağda eşikaltı bilgi kodlama
Bu çalışmada, sinir sisteminde bilgi kodlama konusu ele alınmıştır. Sinir sisteminde bilginin işlenmesi üzerine pek çok faktörün etkisi vardır. Bu faktörler; nöral gürültü, uyartım şiddeti, nöronların biyofiziksel özellikleri, sinaptik bağlantının türü (elektriksel veya kimyasal), sinapsların sayısı ve buna bağlı olarak ağ topolojisi olabilir. Yakın zamana kadar sinirbilim alanında bilginin işlenimine dair yapılan hesapsal çalışmalarda, bir biyolojik gerçeklik olan heterojenlik göz önünde bulundurulmadan tasarlanan modeller kullanılmıştır. Ancak elektrofizyolojik ve ileri görüntüleme teknikleriyle yapılan deneysel sinirbilim çalışmaları, sinir sistemini meydana getiren nöronların elektrofizyolojik ve morfolojik özellikleri açısından özdeş olmadığını göstermiştir. Buradan hareketle çalışmada sinir sisteminin en temel elemanı olan nöronlar uyarılabilirlikleri açısından heterojen olarak modellenerek, nöron popülasyonlarının bilgiyi işleme performansı araştırılmıştır. Bu amaçla nöron popülasyonlarının zayıf sinyalleri algılama performanslarına nöronların uyarılabilirliğindeki heterojenliğin etkisi araştırılmıştır. Çalışmada başlıca nöron ve uyartım özelliklerine göre heterojenlik ile sinyal algılama arasındaki ilişki incelenmiştir. İlk adımda ortalama uyarılabilirlik ve ikinci adımda ağ büyüklüğü özelliklerinin etkisine bakılmıştır. Her iki özelliğin tüm değerlerinde çift rezonans etkisinin oluştuğu, iki farklı şiddetteki heterojenliğin nöral sistemlerde gürültünün sağladığı iyileştirci etkiye (Stokastik Rezonans) benzer şekilde bilginin işleniminde yapıcı rol oynadığını gösterilmiştir. Çalışmada ayrıca genlik ve periyot gibi uyartım özelliklerinin etkileri de araştırılmıştır. Son olarak heterojenlik rezonansı fenomeni sinapsların özelliklerine göre incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar popülasyonda heterojenliği hesaba katmanın nöral bilginin işlenmesinde önemli avantajlar sağladığını göstermiştir.
Sayısal işaret işleyicilerde OFDM tasarımı
Bu çalışmada Dik Frekans Bölmeli Çoğullama (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) tasarımı TMS320C6713 Sayısal İşaret İşleyici (Digital Signal Processors-DSP) Başlangıç Kartında (DSP Starter Kit-DSK) gerçeklenmiştir. Alıcı, verici ve haberleşme kanalı aynı kart üzerinde tasarlanmıştır. Tasarımlar ilk olarak Matlab Simulink ortamında oluşturulup test edilmiştir, sonrasında C6713 DSK yapılandırma parametreleri oluşturularak, C6713 DSK ile ilgili simulink blokları tasarıma eklenmiştir. Tasarımın derlenmesiyle oluşan makine kodu karta yüklenmiştir. Çalışmada öcelikle Toplanır Beyaz Gauss Gürültülü (TBGG) ve Rayleigh Sönümlemeli kanalda Dördün Faz Kaydırmalı Anahtarlama (Quadrature Phase Shift Keying-QPSK) modülasyonlu OFDM simülasyonu yapılmıştır. Farklı İşaret Gürültü Oranı (İGO) değerlerine göre bit hata oranları (BHO)simülasyonla elde edilmiştir. İkinci olarak İkili Faz Kaymalı Anahtarlama (Binary Phase Shift Keying-BPSK) modülasyonlu OFDM tasarımının performansı TBGG ve Rayleigh sönümlemeli kanalda incelenmiştir. Farklı İGO değerlerine göre, giriş çıkış bitlerinin yıldız kümeleri gösterilmiştir. Simülasyon ortamında BHO değerleri elde edilmiştir. Daha sonra teorik ve simülasyon BHO karşılaştırılarak kanalların performans grafikleri çizdirilmiştir. Son olarak, TBGG Kanaldaki BPSK modülasyonlu OFDM tasarımı Simulink tasarımında gerekli değişiklikler yapılarak derlenmiştir ve oluşan makine kodları C6713 DSK kartına yüklenmiştir. Gerçek zamanlı uygulamada C6713 DSK kartına ses girişi olarak her bir verisi 16 bit olan ve 128 kb/sn örnek hızında ses müziği kullanılmıştır.
Parmak vuru ölçüm sistemi tasarımı ve test sonuçlarının veri madenciliği teknikleri ile analizi
Parmak vuru testi, motor sinir sistemi üst ekstremite küçük kas becerilerinin değerlendirilmesinde sayısal bir bilgi veren, kullanımı oldukça yaygın olan nesnel bir ölçüm aracıdır. Hareket bozuklukları, Parkinson, Alzheimer gibi çeşitli nörolojik hastalıklar için kullanılan nöropsikiyatrik ölçeklerin temel test bileşenini oluşturmaktadır. Bu sebeple parmak vuru test cihazları ve yazılımlarının geliştirilmesi büyük önem verilen bir konu olmuştur. Parmak vuru ölçümü için birçok özel cihaz geliştirilmiştir ve kullanılmıştır. Bunlar mekanik cihazlar, dijital cihazlar ve teknolojideki hızlı değişimlere paralel olarak bilgisayarlardır. Bu çalışmada ilk olarak taşınabilir cihazlar ve akıllı telefonlar üzerinde çalışabilen dokunmatik ekranı parmak vuru girişi olarak kullanan, çeşitli parmak vuru testleri yapabilen ve hesaplanmış sonuçları ekranında gösteren bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım sayesinde parmak vuru testinin taşınabilirliği sağlanmıştır. Ayrıca bir web uygulaması geliştirilmiş ve test sonuçlarının internet üzerindeki çevrimiçi bir veritabanına kaydedilebilmesi sağlanmıştır. Yazılım, eğer istenirse test sonuçlarını akıllı telefonun hafıza kartına kaydedilebilmesine de olanak sağlamaktadır. Akıllı telefona sahip olmayan kullanıcılar için de bilgisayar klavyesini parmak vuru girişi olarak kullanan ve birden fazla parmak ile parmak vuru testi yapılabilmesini sağlayan bir bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir.Çalışmada son olarak, geliştirilen parmak vuru ölçüm sistemi için norm veriler elde edebilmek amacıyla yaşları 20 ila 73 arasında 166 sağlıklı katılımcı ile 5 farklı parmak vuru testi uygulaması yapılmış ve veriler çevrimiçi veritabanına kaydedilmiştir. Yapılan test sonuçları üzerinde veri madenciliği algoritmaları ile analizler yapılmıştır. Parmak vuru skorlarına etki eden faktörler araştırılmıştır.
Zayıf asit kuvvetli baz proseslerinde modelleme ve gürbüz kontrol benzetim çalışmaları
pH Nötralizasyon proseslerindeki baz ve asit çözelti konsantrasyonlarında meydana gelen herhangi bir değişiklik, pH değerinde doğrusal olmayan bir davranış görülmesine neden olmaktadır. Bu tarz doğrusallıktan sapmaya eğilimli olan pH denetiminde, alışılagelmiş denetim yöntemlerinin başarısı yeterli görülmemektedir. Bu amaçla klasik denetim yöntemlerinin ötesinde doğrusal olmayan sistemler için performans gösteren yeni denetim yöntemleri geliştirilmiştir. Bu tezde, hidroflorik (HF) asit - sodyum hidroksit (NaOH) pH nötralizasyonu (zayıf asit kuvvetli baz reaksiyonu) prosesinin, Matlab Simulink yazılımsal ortamında Lyapunov fonksiyonu ile doğrusal olmayan gürbüz denetleyici tasarımı gerçekleştirilmiştir. Prosesin çıkış baz konsantrasyonu üzerinde etkili olan beyaz gürültünün yok edilmesinde gürbüz denetimin ne denli başarılı olduğunu görebilmek için ayrıca bir klasik denetleme yöntemi olan PI denetleyici ile de karşılaştırma yapılmıştır.
VHDL kullanarak OFDM gerçeklenmesi
Bu çalışmada Dik Frekans Bölmeli Çoğullama (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) tekniğindeki temel blokların Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array-FPGA) donanımı üzerine yüklenmek üzere VHDL donanım tanımlama dili kodları oluşturulmuştur. OFDM mimarisinin alıcı ve verici kısımlarında bulunan modülasyon, Ters Ayrık Fourier Dönüşümü ( TAFD), Ayrık Fourier Dönüşümü (AFD) ve demodülasyon bloklarının ayrı ayrı VHDL kodları yazılmıştır. Modülasyon ve demodülasyon blokları için "Quartus II 13.1" ile yapılan sentezleme sonucu oluşturulan makine kodları Altera firmasına ait DE2- 115 kartındaki 4CE11529C7 numaralı FPGA'ya yüklenmiştir. Modülasyon için sayısal modülasyon tekniklerinden 16'lı Dördün Genlik Modülasyonu (16-DÖGM 16-ary Quadrature Amplitude Modulation, 16-QAM) seçilmiştir. TAFD/AFD blokları, Hızlı Fourier Dönüşümü (HFD, Fast Fourier Transform -FFT) algoritmasını kullanan Altera firmasının "MegaWizard Plug-IN" aracının sunduğu kütüphane ile gerçekleştirilmiştir. OFDM mimarisinin giriş verisi olarak 640 kelime uzunluğundaki MATLAB ortamında oluşturulan rastgele veri dizisi kullanılmıştır. VHDL kodu yazılan her bir bloğun fonksiyonel testleri "Altera Modelsim 10.1" kullanılarak yapılmıştır. Her aşamada elde edilen veriler MATLAB da oluşturulan modellerle karşılaştırılmıştır. OFDM mimarisinin verici ve alıcı olarak iki ana blok halinde yapılan fonksiyonel testinde verici kısmında giriş verisi olarak kullanılan 640 kelime uzunluğundaki veri dizisinin, alıcı kısmının çıkış verisi ile bire-bir örtüştüğü gözlenmiştir
Küçük ölçekli hibrit (rüzgar-güneş) enerji santrali denetimi
Fosil yakıtların üretiminde ve tüketiminde yaşanan sorunlar araştırmacıları yenilenebilir enerji kaynaklarının bölgesel olarak değerlendirilmesine yöneltmektedir. Bölgesel yenilenebilir enerji kaynakları sürekli enerji üretimi ihtiyacına bağlı olarak tek bir enerji kaynağına bağlı kalmadan birden fazla enerji kaynağının birlikte kullanılmasına imkân sağlayan hibrit sistemler ön plana çıkmaktadır. Hibrit sistemlerin oluşturulması öncelikle bölgenin enerji üretimine uygunluğu ile değerlendirilebilir. Bu tez çalışmasında küçük ölçekli hibrit enerji santralinde üretilen enerjinin verimli kullanılabilmesi ve hibrit enerji santralinden beslenen yüklerin enerji sürekliliğinin sağlanabilmesi ihtiyacı üzerinde durulmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanabilmesi için hibrit enerji santralinin denetlenmesi amaçlanmaktadır. Denetim sistemi için hibrit enerji santrali tarafından üretilen güçün tespit edilebilmesi için akım, gerilim, frekans ve akü gerilim değerleri ölçülmektedir. Denetim sistemi tarafından kontrol edilen akü gerilim değerinin belirlenen akü gerilim sınır değerleri arasında olması durumunda yükler öncelik sırasına göre hibrit enerji santrali kaynaklarından beslenmektedir. Denetim sistemi tarafından kontrol edilen akü gerilim değerinin belirlenen gerilim sınır değerlerinin altında olması durumunda yüklerin beslenmesi için üçüncü bir enerji kaynağına gerek duyulmaktadır. Denetim sisteminin devreye alınması ile hibrit enerji santralinde üretilen enerjinin verimli kullanılması sağlanmıştır. Birinci ve ikinci öncelikli olarak belirlenen yüklere öncelikle hibrit enerji santralinden beslenmesi sağlanmış ve gerektiğinde de üçüncü enerji kaynağı devreye alınmıştır. Genel olarak incelendiğinde birinci öncelikli yük yaklaşık %80 oranında hibrit enerji santralinden ikinci öncelikli yük ise yaklaşık %35 oranında hibrit enerji santralinden beslenmektedir. Her iki yük tarafından tüketilen toplam elektrik tüketiminin %66?lık bölümü hibrit enerji santralinden karşılandığı anlaşılmaktadır. Bu çalışmada bir yıla yakın süre için rüzgar ve güneş enerjisi ile üretim yaban küçük ölçeklihibrit enerji santrali incelenmektedir. Güneşin verimli olduğu zamanın yaz ayları, rüzgarın verimli olduğu zamanın kış ayları olduğu gözlemlenmektedir. Bu durum tek başına sürekliliği olmayan enerji kaynaklarının kullanımı yerine birbirini tamamlayan enerji kaynaklarının bir arada kullanıldığı hibrit enerji santrallerinin daha uygun olduğunu ortaya koymaktadır.
Fourier dönüşümü ile sayısal faz hologramının elde edilmesi
Fourier Dönüşümü ile sayısal faz hologramının elde edilmesi amaçlanan bu çalışmada, bulunan faz bilgisi kullanılarak cismin görüntüsü tekrar geri elde edilmiştir. Tek bir faz hologramı yaratmak için kullanılacak faz bilgisi, daha önce optik profilometri için kullanılan fakat bu çalışmada hologramdan faz bilgisini çıkartmak için kullanılması önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunmuştur. Çalışmada ilk olarak sayısal ortamda tek bir hologram oluşturulmuştur. Oluşturulan hologramın, bu çalışmada kullanılması önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunan faz bilgisinden tek bir faz hologramı yaratılmıştır. Yaratılan faz hologramından sırasıyla ters Fourier dönüşümü ve Fresnel-Kirchhoff integrali kullanılarak görüntünün yeniden elde edilmesi (reconstruction) işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak faz kaydırma sayısal holografi tekniği kullanılarak 4 farklı hologram oluşturulmuştur. Fakat bu yöntemde faz bilgisi bulunurken sadece çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması kullanılmamış, faz kaydırma sayısal holografi tekniği ile de faz bilgisi elde edilmiştir. Faz kaydırma sayısal holografi tekniği ile faz bulma yöntemi daha önceden gerçekleştirilmiş olup bu çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması yöntemi ile karşılaştırma yapabilmek için tekrar kullanılmıştır. Sırasıyla her iki yöntemle elde edilen faz bilgileri ile genliği bir olan bir faz hologramı yaratılmış ve bu hologram alanından görüntünün yeniden elde edilmesi işlemi Fresnel-Kirchhoff integrali kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında deneysel düzenekte hologram çekimi yapılmış cisimlerin, çalışmada önerilen Fourier dönüşüm algoritması ile bulunan faz bilgisinden ters Fourier dönüşümü kullanılarak görüntüleri geri elde edilmiştir.
Çoklu sınıflandırıcı sistemleri ile konjestif kalp yetmezliği teşhisi
Kalbin temel görevleri arasında kanın vücuda pompalanması, metabolizma faaliyetleri sonucunda oluşan artık ürünlerin vücuttan uzaklaştırılması, vücut ısısının düzenlenmesi, asit-baz dengesinin korunması, hormon ve enzimlerin vücudun gerekli bölgelerine taşınması bulunmaktadır. Kalp Yetmezliği, kalbin kanla dolması veya kanı pompalaması yeteneklerinin azalması durumudur. Vücudun çeşitli yerlerinde sıvı birikmesi durumu bu rahatsızlığa sahip hastalarda yaygın olarak rastlandığı için, bu rahatsızlığa Konjestif Kalp Yetmezliği (KKY) ismi de verilmektedir. Kalp yetmezliğinin teşhisi uzman hekimler için kolay olmasına rağmen, hastalık belirtilerinin çoğu zaman diğer hastalıkların belirtileri ile karıştırılması nedeniyle özellikle pratisyen hekimler teşhiste zorlanmaktadırlar. Bu durumun ortadan kaldırılması için son zamanlarda veri madenciliği ve karar verme teknikleri oldukça gelişmiş ve bu doğrultuda yeni ileri teknikler sunulmuştur. Bu çalışmada KKY hastalarının teşhisi için kalp hızı değişkenliği verileri üzerinden standart ölçümlerin yanında dalgacık dönüşümü ölçümlerinden ve doğrusal olmayan ölçümlerden oluşan özniteliklerle çalışabilecek yeni bir teşhis sistemi amaçlanmıştır. Öncelikle farklı istatistiksel anlamlılık değerleri ve geriye doğru eleme yöntemi kullanılarak öznitelik sayısını azaltma yoluna gidilmiştir. Azalan veri miktarı literatürde sık kullanılan 5 farklı sınıflandırıcı algoritması ile sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırıcılardan önce çalıştırılmak üzere, basitliği ve kolay uygulanabilir olması sebebiyle algılayıcılar eklenmiştir. Bu şekilde çok katlı sınıflandırıcılar tasarlanarak sistemin performans analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda çok katlı sınıflandırma işlemi ile gerçekleşen bu yapının istatistiksel olarak öznitelik sayısı düşürülmüş verileri kullanarak sınıflandırıcı algoritmalarında fark edilebilir bir iyileşme ve katlı sistemimizde de literatürdeki en yüksek sonuçlar elde edilmiştir.
Biyolojik nöral ağlarda latans dinamiklerinin analizi
Uyartım başlangıcından sonra ilk spayk latansı nöral fonksiyonların fizyolojisi için büyük önem taşımaktadır. Nöronlar girişleri hakkındaki bilgileri spayk trenlerine dönüştürerek iletmektedirler ve bu spayk trenlerinin zamanlaması da bilginin etkili bir şekilde kodlanmasında oldukça önemlidir. Nöral dinamiklerin temelini oluşturan rasgele süreçlerin ve belirsizliklerin, gürültü ile geciktirilmiş bozulma (NDD) denilen bir olgu olan ilk tepki süresine karşılık gelen zamanı arttırdığı gösterilmiştir. Bu doktora tez çalışmasında öncelelikle, stokastik iyon kanalları içeren biyofiziksel olarak daha gerçekçi olan bir Hodgkin-Huxley (H-H) nöron modelinin ilk spayk latansı üzerindeki gürültü ile geciktirilmiş bozulma etkisi (NDD) ve yinemeli ateşleme esnasındaki benzer etkileri araştırılmıştır. Bir stokastik H-H nöron modelinin ilk spayk zamanlamasındaki NDD etkisinin sadece eşiğin hemen üstündeki uyartımlar için oluştuğu gösterilmiştir. Eşik değere olan yakınlığın NDD etkisinin şiddetini belirlediği ve NDD etkisi oluştuğunda, hem latansın hem de zamansal salınımın büyük ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Nöronun NDD etkisi nedeniyle ilk spaykları düşük zamansal hassasiyetle ateşlediği ve buna bağlı olarak, eşik-üstü ateşleme bölgesinde nöronun ilk spaykları özensiz bir şekilde ateşlediği belirlenmiştir. Ayrıca, ilk spayk zamanlaması üzerindeki NDD etkisinin oluşumunda hem sodyum inaktivasyonun hem de potasyum aktivasyonunun önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir. Stokastik potasyum kanallarının sodyum kanallarına kıyasla bu etkiye daha fazla katkısı olduğu belirlenmiştir. Bunların yanı sıra; sıcaklık azalırken, NDD etkisinin azaldığı ve daha büyük gürültü şiddetlerinde (veya daha küçük hücre boyutlarında) ortaya çıktığı gösterilmiştir. Son olarak, bu çalışmada, ölçeksiz nöral ağlar dikkate alınarak, gürültü ile geciktirilmiş bozulma etkisi ağ seviyesinde incelenmiştir. NDD etkisi zayıf ve orta kuplaj şiddetleri için oluşurken, güçlü kuplaj şiddetlerinde bağlantı topolojisine bakılmaksızın ortadan kalktığı gösterilmiştir. Başka bir ifadeyle, nöronlar arasındaki etkileşimin yapısı tüm ağın tepki süresini kısaltabilecek bir potansiyelde olduğu bulunmuştur. Ortalama bağlantı derecesini artırmanın da hızlı bir tepkiyi desteklediği, fakat bunun kuplaj şiddetindeki artıştan daha az etkili olduğu belirlenmiştir. Harici sinyal frekansının ilişki düzeyi bakımından, NDD etkisinin uygun bir uyartım frekansının seçimiyle azaltılabileceği gösterilmiştir. Ağ seviyesinde de gürültü ile geciktirilmiş bozulmanın oluşumunda potasyum kanal gürültüsünün sodyum kanal gürültüsüne göre daha baskın bir rol oynadığı bulunmuştur. Ayrıca sıcaklık arttıkça, NDD etkisinin arttığı ve daha düşük gürültü güçlerinde (ya da daha büyük bir hücre boyutlarında) ortaya çıktığı belirlenmiştir.
Elektrookulogram (EOG) sinyalinin incelenmesi ve yapay zekâ teknikleri ile modellenmesi
Biyomedikal teknoloji; hastalıkların teşhis ve tedavisi için geliştirilen tüm araçların üretimini konu alan bir bilim dalıdır. Biyomedikal cihazlar, tıp ve mühendislik alanlarında çokça araştırılan konular arasındadır. Biyomedikal teknolojinin günümüzde sağladığı yararlar günden güne arttığından bu cihazlara verilen önemde aynı doğrultuda artmaktadır. Hareket kabiliyeti olmayan ya da kısıtlı olan hastaların yaşam kalitelerini artırabilmek amacıyla yeni biyomedikal cihazlar üretilmeye çalışılmaktadır. Günümüzde, el, ayak veya kollarını kullanamayan hastalar için sorunlu organlar yerine diğer organlardan faydalanarak yapay hareketler elde edilebilmektedir. Bu bağlamda göz hareketleri önemli bir veri kaynağı haline gelmiştir. Özellikle göz hareketlerinin dış ortama mesaj verebilmek için kullanımı popüler bir bilimsel araştırma konusu olmuştur. Göz hareketlerine bağlı olarak yapılan çalışmalarda, elektriksel kökenli biyolojik işaretler olan elektrookulogram (EOG) sinyallerinden yararlanılmaktadır. Yaş, cinsiyet, ortam aydınlatması gibi etkenlerden etkilenebilen EOG sinyalleri farklı yöntemlerle analiz edilebilir. Bu tez çalışmasında EOG sinyali ile yön tespiti yapabilen akıllı bir denetim sistemi önerilmiştir. Gözün etrafına yerleştirilen elektrotlar vasıtasıyla alınan yatay ve dikey EOG sinyalleri yapay zekâ tekniklerinden Yapay Sinir Ağları (YSA) ve Bulanık Mantık yöntemleri ile modellenmiştir. Sistem; sağa, sola, yukarı, aşağı olmak üzere dört ana yönü tespit edebildiği gibi göz kırpma ve tik hareketlerini de tespit edebilmektedir. Alınan sinyaller ilk olarak bilgisayarda yükselteç ve ön filtreleme işlemlerinden geçirilip gürültü ve istenmeyen bölümlerden temizlenmektedir. Elde edilen sinyallerden hareket özelliklerini çıkarabilmek için "hareket alanı" ve "hareket geçiş kontrol " ismi verilen algoritmalar önerilmiştir. Bu algoritmalarla, göz hareketleri dikey ve yatay olarak algılanabilir. Hesaplanan özelliklere göre gelen sinyal akıllı denetleyicilerle sınıflandırılmaktadır. Önerilen YSA ve bulanık mantık denetleyici modellerin performansları istatistiksel doğruluk analizleri yapılarak ortaya konulmuştur. Analiz sonuçlarında görülmüştür ki, her iki model de göz hareketlerini başarılı bir şekilde sınıflandırabilmektedir, ancak bulanık mantık denetleyici modelin performansının YSA modelden daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bilgisayar ekranından göz hareketlerinin takip edilebilmesi için bir kullanıcı arayüz yazılımı gerçekleştirilmiştir. Bu yazılım ile hasta bireylerin yön bilgileri ve özellikleri ekrana yansıtılmaktadır. Çalışmada son olarak şaşılık hastalığına sahip insanların EOG ile yön denetimi yapabilmesi için bir bulanık mantık kontrol modeli ortaya konulmuştur. Yapılan testlerde önerilen modelin şaşılık bilgisi ve EOG özellikleri kullanılarak göz hareketlerini başarılı bir şekilde tespit edebildiği gösterilmiştir.
Kalıcı mıknatıslı senkron motorun bulanık mantık denetleyici ile sensörsüz hız denetimi
Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlardan(KMSM) düzgün bir momentin alınması için stator alanı ile rotor alanının senkronize edilmesi gerekir. Bu senkronizasyon işlemi konum algılayıcılarıyla gerçekleştirilmektedir. Bu algılayıcılar sistemin maliyetini ve motor boyutunu artırıp, güvenilirliğini azaltmaktadır. KMSM‟ler yüksek verim ve güç faktörü, yüksek güç- ağırlık oranı ve yüksek moment-eylemsizlik oranı gibi üstünlüklerinden dolayı, endüstride sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle üzerlerinde en çok araştırma yapılan alanlardan biridir. Birçok endüstriyel değişken hız uygulamalarda hız ve moment kontrolüne ihtiyaç duyulmaktadır. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların konum ve hız algılayıcısız kontrolünde bir çok yöntem mevcuttur. Bu yöntemlerin büyük bir çoğunluğunda motorun matematiksel modeli kullanılmaktadır. Konum ve hız algılayıcısız kontrolde kullanılan motorun matematiksel modelinin doğruluğu çok önemlidir. Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlardan(KMSM) düzgün bir momentin alınması için stator alanı ile rotor alanının senkronize edilmesi gerekir. Bu senkronizasyon işlemi konum algılayıcılarıyla gerçekleştirilmektedir. Bu algılayıcılar sistemin maliyetini ve motor boyutunu artırıp, güvenilirliğini azaltmaktadır. KMSM‟ler yüksek verim ve güç faktörü, yüksek güç- ağırlık oranı ve yüksek moment-eylemsizlik oranı gibi üstünlüklerinden dolayı, endüstride sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle üzerlerinde en çok araştırma yapılan alanlardan biridir. Birçok endüstriyel değişken hız uygulamalarda hız ve moment kontrolüne ihtiyaç duyulmaktadır. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların konum ve hız algılayıcısız kontrolünde bir çok yöntem mevcuttur. Bu yöntemlerin büyük bir çoğunluğunda motorun matematiksel modeli kullanılmaktadır. Konum ve hız algılayıcısız kontrolde kullanılan motorun matematiksel modelinin doğruluğu çok önemlidir.
Periyodik kuplajın ölçeksiz ağlarda zamansal düzenliliğe etkileri
Sinir sistemi canlıların en karmaşık yapısını oluşturmaktadır. Bu karmaşık yapının temel taşları nöronlardır. Nöronlar sinir sisteminde belirli fonksiyonları yerine getiren birbirleriyle bağlı nöron toplulukları şeklinde bulunurlar. Sinir sisteminde meydana gelen bilgi işleme ve iletim olaylarını açıklamak için karmaşık ağ modellerinden faydalanılır. Bu bağlamda sinir sistemindeki fonksiyonel grupların ağ topolojilerini modellemede en etkin modellerden biri de ölçeksiz ağ topolojisidir. Yakın zamana kadar sinirbilim alanında bilginin kodlanmasına dair yapılan hesaplamalı çalışmaların pek çoğunda biyolojik bir gerçeklik olan nöronlar arasındaki sinaptik bağlantı şiddetinin değişkenliği hesaba katılmamıştır. Sinir sistemindeki nöronlar farklı fonksiyonel görevleri olan özelleşmiş gruplar halinde bulunur. Bu durum göz önüne alındığında nöronlar arasındaki değişken bağlantı şiddetinin sinir sistemindeki bilgi işleme ve kodlama üzerinde önemli etkilere neden olabilir. Buradan hareketle bu çalışmanın ilk bölümünde Hodgkin-Huxley nöronlarından meydana gelen ölçeksiz bir ağda nöronlar arasındaki periyodik kuplajın nöronları ateşleme örüntüleri üzerindeki etkileri ele alınmıştır. Bu amaçla periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin ateşleme düzenliliği üzerindeki etkileri kanal gürültüsüne bağlı olarak ayrı ayrı ele alınmıştır. Daha sonra ağın ortalama bağlantı derecesinin ve ölçeksiz ağdaki toplam nöron sayısının kanal gürültüsüne bağlı olarak ateşleme örüntüleri üzerindeki etkileri ele alınmıştır. Elde edilen sonuçlardan, periyodik kuplajın frekansına bağlı olarak ağın ateşleme düzenliliğinin çoklu koherans rezonans bulgusu sergilediği belirlenmiştir. Ayrıca ağın ateşleme düzenliliğinin periyodik kuplaj şiddetinin genliğine bağlı olarak resonans benzeri davranış sergilediği görülmüştür. elde edilmiştir. İlaveten ağda düzenliliğin maksimum olduğu optimal bir ortalama bağlantı derecesinin varlığı bulunmuştur. Bunlara ek olarak ağdaki toplam nöron sayısının ateşleme düzenliliği üzerindeki etkileri incelenmiş ve toplam nöron sayısının artmasına bağlı olarak ateşleme düzenliliğinin artığı tespit edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde ise, nöronlar arasındaki değişken bağlantı şiddetinin bilginin işlenmesi ve kodlanması üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin eşik-altı sinyal kodlamaya etkileri kanal gürültüsüne bağlı olarak ele alınmıştır. Ayrıca buradan elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurarak ağın ortalama bağlantı derecesinin ve nöral ağdaki toplam nöron sayısının eşik-altı sinyal işlemeye etkileri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, H-H nöronlarından oluşan ölçeksiz ağda eşik-altı sinyallerin optimal kodlanabilmesi için periyodik kuplaj şiddetinin frekansının ve genliğinin, iyon kanal gürültüsünün şiddetinin ve ağın ortalama bağlantı derecesinin optimal değerlerinde olması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Karmaşık ağ topolojilerinde kuramoto modelinde senkronizasyonun incelenmesi
Doğada, günlük hayatta ve birçok farklı bilim alanında sıkça karşılaşılan bir olgu olan senkronizasyon büyük önem arz etmektedir. Bilim adamları senkronizasyonun oluşumunu açıklayabilmek amacıyla birçok matematiksel yöntem geliştirmişlerdir. Bu yöntemlerden Kuramoto modeli en çok tercih edilen ve çalışmalarda sıklıkla kullanılan modeldir. Kuramoto modeli, fazları birbiriyle ilintili osilatörlerden meydana gelen çoklu bir sistem olarak tanımlanmaktadır. Böyle bir sistemde senkronizasyon, birbirleriyle bağlantılı olan osilatörler arasında oluşan bağlantı kuvvetinin büyüklüğüne göre şekillenmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle Kuramoto model eşitlikleri kullanılarak tanımlanan global ağ yapısındaki bir sistemin dinamikleri analiz edilmiştir. Sistem dinamiklerinden senkronizasyon durumu hakkında fikir edinebilmek için düzen parametresinin genlik değerinden ve osilatörlerin fazbilgisinden faydalanılmıştır.Bu doğrultudabağlantı kuvveti arttıkça senkronize davranışın oluştuğu ve sistemdeki her bir osilatörün fazının aynı değere kilitlendiği görülmüştür. Ancak sistemde senkronizasyonun oluşabilmesi için bağlantı kuvvetinin değerinin belirli bir değerden büyük olması gerektiği bunun yanı sıra ise belirli bir değerden de küçük olması gerektiği tespit edilmiştir. Osilatörler arasındaki bağlantı kuvvetinin kritik eşik kuvvetinden küçük olduğu sistemde ise senkronizasyonun oluşmadığı ve her bir osilatörün faz dağılımının farklı olduğu gözlenmiştir. Global ağ yapısının gerçek sistemleri tam olarak yansıtmamasının tespitiyle farklı ağ modelleri önerilmiştir. Bu bağlamda tez kapsamında Küçük dünya (Small-World) ve ölçeksiz (Scale-free) ağ modelleri ve Kuramoto eşitlikleri kullanılarak tanımlanan sistemlerde senkronizasyon incelenmiştir. Küçük dünya ağı kullanılarak tanımlanan bir sistemde senkronizasyon performansının, osilatörler arasındaki bağlantı kuvvetine (K) ve ağ parametrelerine (ağdaki osilatörlerin bağlantı kurma olasılıkları (p) ve ortalama bağlantı derecesine (k)) bağlı olduğu tespit edilmiştir. Sistemde ağ parametrelerinin herhangi birindeki artışın senkronizasyonu arttırdığı görülmüştür. Buna karşın bağlantı kuvvetinin sistem senkronizasyonun da artırıcı bir etkisinin olması için belirli bir aralıkta olması gerektiği de ortaya konulmuştur. Bu aralığın dışındaki bağlantı kuvveti değerlerinde senkronizasyonda hızlı bir azalmanın olduğu görülmüştür. Öte yandan sistemdeki osilatör sayısının artmasının senkronizasyon üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı, sadece bağlantı kuvvetinin alt kritik eşik değerinin belirlenmesinde etkili olduğu saptanmıştır. Son olarak bu tez çalışmasında ölçeksiz (Scale free) ağ yapısıyla ile oluşturulan bir sistemin senkronizasyonu incelenmiştir. Sistemdeki osilatör sayısının artmasıyla birlikte senkronizasyonun daha kısa bir sürede meydana geldiği görülmüştür ayrıca kritik eşik değerinin osilatör sayısı arttıkça daha belirgin olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra küçük dünya ağ modelinden farklı olarak ölçeksiz ağ ile tanımlanan sistemde ağ parametresinin (m: yeni eklenen düğüm tarafından oluşturulan bağlantı sayısı) senkronizasyon üzerinde baskın bir etkisinin olmadığı bulunmuştur.
Katı, sıvı ve doku ortamlarında darbe-eko kestirimi ile ultrasonik hedef belirleme
Ultrasonik transdüktör dizileri, tıbbi görüntüleme uygulamalarında ve endüstrinin birçok alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Dizilerin kullanımı, ses hüzmesine alıcı ya da verici modunda odaklanmayı sağlar ancak donanım maliyetini arttırır. Bu nedenle, donanım maliyetinin yüksek olduğu teknikler yerine düşük maliyetli tekniklerin geliştirilebilmesi önemli bir araştırma konusudur. Bu doktora tez çalışmasında, transdüktör dizisi yerine tek transdüktör kullanılarak katı, sıvı ve doku ortamlarında ultrasonik dalga yayılımı incelenmektedir. Katı ortam olarak ele alınan ince düzlemde dalga yayılım ortamında oluşan eko yok edilerek, ultrasonik dalga yayılımının modellenmesi için türetilen elastik dalga modeli ile uyartım noktası kestirilmektedir. Modellenen dalga yayılımında ultrasonik dalganın hızı ile birlikte zaman gecikmesi uyartım noktasının hedefe olan uzaklığı ile ilintili olduğu için, uyarlamalı algoritma ile darbe cevabı başlangıç noktası belirlenerek hedef konumunun tespit edilebildiği görülmektedir. Sıvı ortamlarda, türetilen elastik dalga modeli ile ultrasonun sıvı içinde yayılması modellenerek darbe cevabı kestirilmektedir. Ayrıca, türetilen teorik model ile ultrasonun homojen olmayan ortamlar olan doku içinde yayılması modellenerek dokudaki farklılıkların ortaya çıkarılması için ultrason zayıflaması incelenmektedir. Klasik spektral kayma ve spektral fark yöntemlerinin sınırlamalarını azaltan yeni bir zayıflama kestirim yöntemi sunulmuştur. Ultrason zayıflamasının kestirilmesi için frekans bölgesi yöntemler incelenerek canlı içinden alınan böbrek dokusu verisi için iki boyutlu görüntüleme çalışmaları yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında sunulan spektral fark-kayma hibrid yönteminin hem düzgün zayıflamanın hem de geri saçılmada değişikliğin olduğu bölgelerde zayıflama katsayısını klasik spektral yaklaşımlara göre daha iyi performansla kestirebildiği gözlemlenmektedir. Farklı hastalardan alınan biyopsi sonucundan elde edilen doku verileri ile deneysel çalışmalar yapılmıştır ve dokularda oluşan farklı yapıların belirlenmesi için ultrason dalgasının yayılması ve yansıması incelenerek elde edilen sonuçlar karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, elde edilen sonuçlardan, dokudaki farklı yapılar ve kitle yerleşimleri hakkında bilgi sahibi olunacağı görülmektedir.
Rüzgar-güneş hibrit enerji sistem tasarımı: Balıkesir örneği
Günümüzde teknolojik gelişmeler, nüfus artışı, sanayileşme ve küreselleşme gibi nedenlerle enerjiye olan ihtiyaç artmaktadır. Artan ihtiyacı karşılamak için alternatif kaynak arayışları önem kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları temiz ve tükenmemesinden dolayı özellikle tercih edilmektedir. Türkiye coğrafi konumu, yer altı zenginlikleri ve enerji kaynakları açısından zengin potansiyele sahip bir ülkedir. Bu sebeple çalışmada güneş ve rüzgâr enerjisinin birlikte kullanıldığı hibrit sistem tasarımı verimlilik analizleri yapılmıştır. Analizler için meteorolojik ve coğrafi konum itibari ile rüzgâr ve güneş enerji santrallerinin kurulmasına elverişli olan Balıkesir İli tercih edilmiştir. Analizlerde gerçek verilere yakın değerler gösteren PvSOL programı kullanılmıştır. Hibrit sistemler, kurulu kapasiteleri 7 ile 50 KW arasında değişen 10 farklı durum için tasarlanmıştır. Çalışmalarda şebekeden bağımsız ve şebekeye bağlı sistem tasarımları ayrı ayrı analiz edilmiştir. Şebekeden bağımsız sistemlerde kurulu güç kaynağına ve üretilen enerjiye bağlı olarak, akümülatör ve şarj kontrolörleri seçilmiştir. Şebekeye bağlı sistemlerde akümülatöre ihtiyaç yoktur. Analizlerde sistem tasarımlarında güneş paneli, rüzgâr türbin, konvertör, regülatör ve akü sistemleri gibi tüm ekipmanların seçimi yapılırken verimlilik değerleri incelenmiştir. Çalışmanın şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız farklı kurulu güç kapasitesine sahip hibrit sistemlerin tasarlanmasında yol gösterici olması amaçlanmıştır.
İnsansız hava araçlarında görüntü işleme ile rota tespiti ve otonom takibi
Bu çalışmada, İnsansız Hava Aracı (İHA) ile görüntü işleme algoritmaları kullanılarak rota takibini sağlayan yazılım geliştirilmiştir. Dış ortam ve kapalı ortamda yapılan denemelerde, ön tanımlaması yapılan çizginin görüntü işleme algoritmalarıyla tespiti ve sonrasında Tanjant Vektör Alanı Kılavuzu (TVAK) yöntemi kullanılarak rota takip işlemi yapılmıştır. İHA'nın uçuşunu engelleyen rüzgâr, ışık gibi bozucu durumlarda rota takibi algoritmasının başarısı incelenmektedir. Testlerde dört pervaneli İHA, 9 kanal kumandası ve C# dilinde geliştirilen program ile kontrol edilmektedir. İHA'ya takılan kameradan görüntü bilgisayara aktarılıp ve görüntü işleme yapıldıktan sonra TVAK yaklaşımı uygulanmaktadır. TVAK yönteminde, çizgi şeklindeki yolu takip edecek vektör alanlardan yararlanılarak hesaplanan yönelim açıları kullanılmaktadır. Takip edilecek yol, düz bir çizgiden fazla hatlara sahip olduğunda, yol düz çizgilerden oluşan bölümlere ayrılmakta ve bu çizgiler önceliklendirilerek en baskın çizgi takip edilmektedir. Yol izleme hataları hesaba katılarak dinamik bir yapı oluşturulması üzerinde durulmuştur. Gerçekleştirilen uygulamada, İHA'nın görsel girdiler ve TVAK yöntemi ile otonom uçuş yapması sağlanmıştır ve dış bozucu etkiler incelenmiştir.
Hızlı frekans hoplamalı dik frekans bölmeli çoğullama sisteminin sönümlemeli kanallardaki başarım analizi
Bu tez çalışmasında, verici çeşitlemeli Dik Frekans Bölmeli Çoğullamalı (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, DFBÇ) işaretlerin sönümlemeli kanallarda başarım analizi yapılmıştır. Yapılan analizde, kanalda meydana gelen sönümleme etkisini telafi edebilmek için DFBÇ işaretlere çeşitleme teknikleri uygulanmıştır. Bu sebeple, DFBÇ işaretlere Hızlı Frekans Hoplaması (Fast Frequency Hopping, HFH) yaptırılarak İşaret Karışım artı Gürültü Oranı (Signal to Interference plus Noise Ratio, İKGO) analizi yapılmıştır. Klasik DFBÇ ve Uzay çeşitlemesini kullanan ve çeşitleme avantajı iyi bilinen Alamouti kodlama, HFH/DFBÇ sistem ile karşılaştırma yapmak maksadıyla analiz edilmiştir. Yapılan analizde Çok Girişli Çok Çıkışlı Sisteme (Multiple Input Multiple Output, ÇGÇÇ), Alamouti Uzay Zaman Blok Kodlama (Space Time Block Coding, UZBK) ve Alamouti Uzay Frekans Blok Kodlama (Space Frequency Block Coding, UFBK) uygulanarak DFBÇ işaretlerin başarım analizi yapılmıştır. Daha sonra elde edilen başarımlar HFH/DFBÇ 'ninki ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda modülasyon tekniği olarak, M-seviyeli Faz Kaydırmalı Anahtarlama (M-FaKA) veya M-seviyeli Dördün Genlik Modülasyonu (M-DöGM) kullanılmıştır. ÇGÇÇ sistemde, 2x1 ve 2x2 Alamouti UZBK ve Alamouti UFBK uygulanmış DFBÇ işaretlerin Rayleigh ve Nakagami-m düz sönümlemeli kanallarda SHO ve SKO ifadeleri türetilmiş ve sonuçlar benzetimlerle doğrulanmıştır. Yapılan analizde önce, anten çıkışlarındaki Olasılık Yoğunluk Fonksiyonları (Probability Density Function, OYF) türetilip, bunların Moment Üreten Fonksiyonları (Moment Generating Function, MÜF) alınarak ortalama SHO ifadeleri elde edilmiştir. SHO ifadelerinin ortalamasının hesaplanmasında OYF kullanmak işlemsel olarak çok yoğun olduğundan hesaplamalarda MÜF kullanılarak işlem kolaylığı sağlanmıştır. Ayrıca, türetilen OYF'ler kullanılarak SKO ifadeleri elde edilmiştir. HFH/DFBÇ sistemde ise frekans seçici Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Önce, zamanla değişmeyen frekans seçici yavaş sönümlemeli (Slow Fading, SF) Rayleigh ve Nakagami-m sönümlemeli kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Daha sonra, zamanla değişen frekans seçici hızlı sönümlemeli (Fast Fading, FF) Rayleigh ve Nakagami-m kanallarda İKGO analizi yapılmıştır. Zamanla değişen kanal durumu için Doppler kayması göz önüne alınmıştır. Yapılan analizlerde kanalın alıcıda bilindiği veya kusursuzca elde edildiği varsayılmıştır. Alıcıda kanal denkleştirme tekniği olarak Sıfırı Zorlayan (Zero Forcing, SZ) veya En Küçük Ortalama Karesel Hata (Minimum Mean Square Error, EKOKH) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Rayleigh kanalda SZ denkleştirici her hangi bir avantaj sağlamazken, EKOKH denkleştiricinin önemli ölçüde çeşitleme sağladığı görülmüştür. Diğer yandan Nakagami-m sönümlemeli kanallarda her iki teknik de başarı sağlamıştır. HFH/DFBÇ sistem, Klasik DFBÇ ve Tek Taşıyıcılı-Frekans Uzayı Denkleştirmeli (Single Carrier-Frequency Domain Equalization, TT-FUD) DFBÇ ile karşılaştırılmıştır. Zamanla değişmeyen kanallarda alt-taşıyıcı sayısı arttıkça HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımına yaklaştığı görülürken, zamanla değişen kanallarda normalize Doppler frekansının belli bir değerinden sonra HFH/DFBÇ başarımının TT-FUD/DFBÇ başarımından daha iyi olduğu görülmüştür.
VLF sinyallerinde oluşan tedirginliklerin giderilmesi için bir yazılım geliştirilmesi
VLF (3-30 kHz) çok düşük frekanslı radyo dalgaları, atmosferin iyonize olmuş en alt tabakası ile dünyanın yüzeyi arasında şekillenen yer-iyonküre dalga kılavuzunda yayılırlar. VLF sinyallerinin özellikleri, alt iyonküredeki bölgesel karışıklıkların geçici yapılarını belirlemede kullanılabilir. Bu teknik VLF Uzaktan Algılama (VLF Remote Sensing) olarak isimlendirilir. Bu tez çalışmasında Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi?ne kurulu VLF alıcı sisteminde kayıtlı VLF verileri üzerindeki gürültüleri bastırmak amacıyla dönüşüm tabanlı ve filtreleme tabanlı yöntemleri içeren MATLAB GUI ile bir arabirim tasarlanmıştır. Yapılan arabirim ile dönüşüm tabanlı yöntemler kullanılarak VLF verileri dalgacık analizi istenilen dalgacık türü ve seviyesi seçilerek sinyalin yaklaşık ve detay katsayı ayrıştırması yapılabilmekte ve bunları grafiksel olarak görebilmek mümkün olmaktadır. Yine dalgacık dönüşümü ile arabirimde tercihe bağlı olarak eşikleme türü, eşik seçim kuralı, ölçekleme türü, dalgacık türü ile derecesi seçilerek arabirime VLF sinyali ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır. Benzer şekilde filtreleme tabanlı yöntemler kullanılarak da (FIR-IIR) VLF verilerindeki gürültüyü bastırmak mümkün olmaktadır. FIR filtre tercih edildiğinde arabirimde uygun pencere fonksiyonu, filtre derecesi, kesim frekansı gibi verilerin girilerek arabirime VLF sinyalini, FIR filtreyi ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır. Aynı şekilde IIR filtre tercih edildiğinde Butterworth, Chebyshev I, Chebyshev II filtrelerinden birini seçerek, filtre derecesi ve kesim frekansı verileri girilerek arabirime VLF verisini, IIR filtreyi ve gürültüsü bastırılmış sinyali çizdirmek mümkün olmaktadır.
Küresel güneş radyasyonun makine öğrenmesi yöntemleri ile tahmini: Örnek bir uygulama
Günümüzde enerji ihtiyacının çoğunluğunun karşılandığı fosil (petrol, doğal gaz, kömür vs.) yakıtları, hem çevreye zarar vermekte hem de yakın zamanda tükenme ihtimali bulunmaktadır. Bu nedenle bilim insanları alternatif enerji kaynakları bulma arayışına girmişlerdir. Sürdürülebilir ve temiz olmaları nedeniyle birçok ülke enerji ihtiyacını karşılamada yenilenebilir enerji kaynaklarını tercih etmeye başlamıştır. Güneş enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde hızlı gelişen bir enerji kaynağıdır. Güneş ışınımlarından yeryüzüne inen küresel güneş radyasyonunun zamansal periyodu ve miktarı kurulacak Güneş Enerji Santral (GES) teknolojilerine ışık tutmaktadır. Makine öğrenmesi ve derin öğrenme metotları gibi yapay zekâ uygulamaları ile geçmiş dönem verilerinden yararlanarak tahminler yapılabilmektedir. Bu sebeple düşük ve yüksek radyasyon değerlerine sahip Artvin, Rize, Batman, Diyarbakır, Mardin, Siirt ve Şırnak illeri için küresel güneş radyasyonu tahmini gerçekleştirilmiştir. Tahmin ufkunun 1 ila 3 saat ilerisi seçildiği durumlar için, Karar Ağaçları (KA), Destek Vektör Makinesi (DVM), Doğrusal Regresyon (DR), Regresyon Ağaçları (RA), Çekirdek Yaklaşım Regresyonu (ÇYR) ve Yapay Sinir Ağları (YSA) gibi metotlardan elde edilen sonuçlar kapsamlı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Bu tez çalışmasının geçerliliğini değerlendirmek için Kök Ortalama Kare Hatası (RMSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE), Ortalama Kare Hata (MSE) ve Korelasyon katsayısı (R) gibi performans metrikleri kullanılmıştır. Bölgesel ve değişken hava koşullarında küresel güneş radyasyonunun tahmini kurulacak olan GES'in gücünü bulmada önemli bir parametre olmaktadır. Bu tez çalışması ile belirlenen illerde kurulacak olan GES'ler için hem kısa hem de uzun vade de yatırım ve planlamaların daha efektif bir şekilde yapılmasına katkı sağlanması amaçlanmaktadır.
Rüzgâr hızının kısa dönem tahmini için aşırı öğrenme makinesi ve dalgacık paket dönüşümü tabanlı melez bir metodun geliştirilmesi
Rüzgâr enerjisi değişken bir karakteristiğe sahiptir ve elektrik şebekelerindeki arz-talep dengesini bozmaktadır. Bu bozucu etkinin ortadan kaldırılabilmesi için rüzgâr enerjisi tahminlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Rüzgâr enerjisi ile rüzgâr hızı arasındaki kübik ilişki sebebiyle rüzgâr enerjisi tahmini sürecinde rüzgâr hızı tahminleri önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında, rüzgâr hızı tahmini için dalgacık paket dönüşümü (DPD) yöntemini ve aşırı öğrenme makinelerini (AÖM) birleştiren melez bir metot önerilmiştir. Önerilen metot sürecinde öncelikle DPD kullanılarak rüzgâr hızı bileşenlerine ayrılmış ve her bileşenin tahmini için AÖM temelli bir model geliştirilmiştir. Son aşamada elde edilen hız bileşeni tahminleri cebirsel toplanarak rüzgâr hızı tahminine dönüştürülmüştür. Tez çalışmasındaki uygulamalar Osmaniye ilinden alınan saha ölçümleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen rüzgar hızı tahmin modeli; korelasyon katsayı (R), kök ortalama kare hata (RMSE) ve ortalama mutlak hata (MAE) performans metrikleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Tez çalışmasındaki performans testlerinde, önerilen rüzgâr hızı tahmin metodunun 1 saatlik tahmin ufkunda sırasıyla 0,0218, 0,0155 ve 0,9901; RMSE, MAE ve R performans metrik değerlerini yakalayabildiği tespit edilmiştir. Tez çalışmasından elde edilen bulgular ışığında önerilen metodun oldukça yüksek kalitede rüzgâr hızı tahmini yapabildiği ve rüzgâr enerjisi tahmini sürecinde başarıyla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Nehir tipi santrallarda ızgara kirliliğinin verim üzerine etkilerinin makine öğrenmesi ile tahmini
Dünyada ve ülkemizde elektrik ihtiyacı ve buna bağlı olarak elektrik tüketimi her geçen yıl artmaktadır. Geçmişten günümüze enerji ihtiyacı için kullanılan fosil enerji kaynakları çevre kirliliğinin ve küresel ısınmanın artmasına sebep olmaktadır. Küresel ısınmanın artması ise canlıların yaşamlarını sürdürebilmek için gerekli olan temel yaşam kaynaklarını olumsuz yönde etkilemektedir. Dünyanın ileride de yaşanılabilir bir yer olması için enerjinin en zararsız şekilde üretilmesi gerekmektedir. Bu durumun önüne geçebilmek amacıyla elektrik üretimi için kullanılan ve küresel ısınmaya neden olan fosil enerji kaynaklarının kullanımının azaltılıp yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması gerekmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan hidrolik enerji kaynakları dünya üzerinde kullanımının yaygınlaşması ile enerji kaynakları içerisinde çok büyük bir önem taşımaktadır. Bu sebeple Hidrolik Santrallerde enerji üretiminin yüksek verimlilikle yapılması da önem arz etmektedir. Bu kapsamda bu tezde Hidrolik Santrallerin verimlilikleri nehir tipi santral olan Karkamış HES örnekleminde analiz edilmektedir. Analiz her ünite için ayrı ayrı yapılmış olup ızgara kirliliğinin düşü, debi ve üretim değerlerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda yapılan analiz neticesinde ızgara kirliliğinin verim-debi ilişkisi ortaya konulmuştur. Izgara kirliliğinin oluşturduğu düşü kayıpları incelenmiştir. Böylece problem tespiti ve tanımı yapılmıştır. Karkamış HES SCADA sisteminden iki yıl boyunca düzenli veriler alınmıştır. Bu veri miktarları milyon satırı geçen matrislere ulaşmıştır. Söz konusu veriler düzenlenmiş aynı zaman dilimine göre ayarlanmış ve beş adet ünitenin her biri için ayrı ayrı veri seti haline getirilmiştir. Veri setlerinin filtrelenmesi sonrasında çalışma verileri MATLAB programında analiz edilerek makine öğrenmesi ile ızgara kirlilik tahmin çalışması yapılmıştır. MATLAB programında makine öğrenimi regresyon analizi ile gerçekleştirilmiştir. MATLAB programının doğrusal regresyon analizinde yer alan ağaç modelleri, destek vektör makine modelleri, topluluk öğrenme modelleri ve sinir ağı modelleri makine öğreniminde kullanılmış ve tahmin çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmanın değerlendirmesine ait sonuçlar grafik üzerinden ve R, RMSE ve MAE değerleri üzerinden analiz edilmiştir. Her ünite için yapılan çalışma yorumlanmıştır. Izgara kirliliğinin önlenmesi ve ızgara kirlilik tahmin programına göre santraldeki ünitelerin çalıştırılması ile verimin arttıracağı yönünde öneriler sunulmuştur.
İki bileşenli fermiyon sistemlerin örgü hesaplamaları
Bu tez çalışmasında, eşit olmayan kütlelere sahip ve kısa menzilli çekici potansiyelle etkileşen iki bileşenli fermiyon sistemlerini araştırdık. Bu çalışmada, özellikle, söz konusu iki-fermiyonun saçılma uzunluğunun çok büyük değerler aldığı ve çok küçük bağlanma enerjili dimerler oluşturduğu durumları göz önünde bulundurduk. Bu bağlamda üç fermiyondan ve dört fermiyondan oluşan sistemlerin evrenselliği, iki fermiyon saçılma uzunluğu ve iki bileşenli fermiyonların kütlelerinin oranı $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ ile tanımlanmaktadır. Örgün nükleer efektif alan alan teorisini kullanarak, bir-boyutta ve üç-boyutta fermiyon-dimer sisteminin ve bir-boyutta dimer-dimer sistemlerinin kapsamlı bir analizi yapılmıştır. Bu çalışmadaki temel konu, evrensel fermiyon-dimer ve dimer-dimer saçılma uzunluklarının farklı $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ kütle oranları için hesaplanmasıdır. Çalışmada elde edilen sonuçlarımız, $m_{\uparrow}/m_{\downarrow}$ kütle oranı değiştikçe bu evrensel saçılma uzunluklarında logaritmik bir artış olduğunu ortaya koyuyor.
Solar kojenerasyon sistemlerinde ısının güneş panelleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Günümüzde teknolojideki hızlı gelişmeler, sanayileşme, nüfus artışı ve küreselleşme gibi nedenlerden dolayı enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Buna bağlı olarak artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla bilim adamları farklı kaynak arayışlarına ve mevcut sistemlerdeki verimliliğin arttırılması üzerine çalışmalarını yoğunlaştırmışlardır. Yenilenebilir enerji kaynakları, doğaya zararlarının minimum olması karbon emisyon değerlerinin sıfıra yakın olması nedeniyle enerji üretiminde tercih sebebi olmuşlardır. Yapılan bu çalışmada özellikle konut, hasta hane, otel, gıda ve tekstil fabrikaları gibi hem sıcak su hem de elektrik enerjisinin birlikte kullanıldığı yerler için bir solar kojenerasyon sistemi tasarlanmış ve pratik uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda ihtiyaç duyulan sıcak su temininin yanında ısının güneş panellerindeki olumsuz etkileri incelenmiş ve verimlerinin iyileştirilmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda birinci sıcaklık aralığına göre (35-25 ◦C) günlük panelden elde edilen sıcak suyun ortalama sıcaklığı 28.13 ◦C, 218.50 lt elde edilmiştir. Elde edilen sıcak suyu ısıtmak için gerekli olan 2,698 kWh elektrik enerjisi tasarrufu sağlanmıştır. Soğutmalı panelden elde edilen toplam enerji 0,762 kWh, klasik panelden elde edilen toplam enerji 0,675 kWh olarak ölçülmüştür. Soğutmalı panelin ürettiği enerjinin klasik panelle göre %12,82 daha fazla olduğu görülmüştür. Soğutma uygulanan panelin toplam ürettiği enerji 3,46 kWh olduğu hesaplanmış ve buna göre toplam panel veriminin % 44,94 olduğu görülmüştür. Klasik güneş paneli 0,675 kWh üretim ile ortalama % 8,77 verimde çalışmıştır. Yapılan çalışma sonucunda ikinci sıcaklık aralığına göre (35-30 ◦C) günlük panelden elde edilen sıcak suyun ortalama sıcaklığı 34,44 ◦C, 100.50 lt elde edilmiştir. Elde edilen sıcak suyu ısıtmak için gerekli olan 2,10 kWh elektrik enerjisi tasarrufu sağlanmıştır. Soğutmalı panelden elde edilen toplam enerji 0,788 kWh, klasik panelden elde edilen toplam enerji 0,700 kWh olarak ölçülmüştür. Soğutmalı panelin ürettiği enerjinin klasik panelle göre %12,51 daha fazla olduğu görülmüştür. Soğutma uygulanan panelin toplam ürettiği enerji 2,888 kWh olduğu hesaplanmış ve buna göre toplam panel veriminin % 37,50 olduğu görülmüştür. Klasik güneş paneli 0,675 kWh üretim ile ortalama % 9,09 verimde çalışmıştır.
Ters sarkaç sistem tasarımı ve doğrusal denetim yöntemlerinin uygulanması
Ters sarkaç sistemi, geri beslemeli sistemlerin analizi ve denetimci tasarımı konularında sıklıkla başvurulan bir deney düzeneği olup literatürde oldukça fazla uygulaması bulunmaktadır. Bu akademik çalışma; sarkaç sisteminin tasarımı, uygun mekanik ve elektronik bileşenlerin belirlenmesi, mikro denetleyicilerin kodlanması ve farklı kontrolcü tasarımlarının benzetim çalışmalarını barındırmaktadır. Sistem aynı zamanda ilerde eğitimlerde kullanılabilecek şekilde tasarlanmış olup lisans ve lisansüstü programlarda kontrol teorisi uygulamaları için katkı sağlayacaktır.
Hata yayılımı altında röle seçimli işbirlikli haberleşme sistemlerinin analizi
Bu çalışmada, röle seçimli işbirlikli haberleşme sistemlerinin hata yayılımı altında analizleri hem teorik hem de benzetim olarak yapılmıştır. Rölelerde çöz-aktar (decode and forward) protokolü kullanılmıştır. Öncelikle ortamda bir rölenin bulunduğu durumdaki sistem performansını (bit hata olasılığı) veren teorik çözümlemeler yapılmıştır. İkinci olarak, ortamda üç adet röle bulunması halinde tüm rölelerin aktif olduğu durumdaki uçtan uca sistem performansını elde edebilmek için öncelikli olarak hata yayılım olasılığı (error propagation) ifadesi teorik olarak elde edilmiştir. Daha sonra üç adet rölenin bulunduğu senaryoda uçtan uca sistem performansının (bit hata olasılığı) teorik ifadesi elde edilerek benzetimler ile doğrulanmıştır. Ardından ortamda M adet rölenin bulunduğu işbirlikli iletişim senaryolarında röle seçim teknikleri ele alınmıştır. İlk olarak eşik değer tabanlı (threshold based) Seçme İşbirliği tekniği için hata yayılım olasılığı ifadesi ve uçtan uca bit hata olasılığı ifadesi elde edilmiştir. Bu teknikte, kullanılan eşik değerleri sistem performansı üzerinde oldukça etkili olduğundan optimum eşik değerleri nümerik olarak hesaplanmıştır. Bir diğer röle seçim tekniği olan Max-Min röle seçimi tekniği için hata performansını veren teorik sonuçlar hata yayılımı altında yaklaşık olarak elde edilmiştir. Tüm teorik sonuçlar benzetimler ile doğrulanmıştır. Anahtar Kelimeler: İşbirlikli haberleşme, hata yayılımı, röle seçimi.
Mobil aquaponik sistemlerin otomasyonu
21. yüzyılda temiz gıdaya erişim giderek zorlaşıyor. Bu durama sebep olan etkenler; gıda kaynaklarının azalması, tarımsal ekim alanlarının daralması, iklim değişikliği, nüfus artışı, göçler, fiyat istikrarsızlıkları, su kaynaklarının azalması, gıda üretiminin uluslararası şirketlerin kontrolüne geçmeye başlaması ve tarımsal hastalıklar sayılabilir. Aquaponik sistemlerin yapay zekâya dayalı kontrolü ile ulaşılabilir alternatif gıda üretimi sağlanabilir. Akvakültürde, balık atıklarından kaynaklanan amonyağı kontrol etmek için suyun arıtılması gerekmektedir. Hidroponikte ise bitkiler için suya besin maddeleri eklenmelidir. Aquaponik'te bu iki sistem birleştirilerek balık atıkları, bitkiler için besin kaynağı görevi görür ve suyun balıklar için temizlenmesini sağlar. Sistem kontrolünde Esp32 kart ile blynk uygulaması kullanılmıştır. Lepistes balığı ve çilek bitkisi, 30 gün boyunca oluşturulan otomatik sisteme dâhil edilmiştir. Balık tankı sıcaklığı 28°C bitki yatak sıcaklığı 26.5°C ve pH 6.55 ile 7.21 seviyesinde tutulmuştur. Otomatik yemlemeyle 11 -15 gr arasında günlük yemleme yapılmıştır. Balık tankı su seviyesi %95 ile %64 arasında tutulmuştur. Geliştirilen web ve mobil arayüz uygulamalarıyla mobil aquaponik sistemin gerçek zamanlı kontrolü sağlanmıştır. Sistemin verimliliği t testi yöntemi ile hesaplanmıştır. Çalışmanın geçerli olması için aquaponiğin bakımında hiçbir insan müdahalesi olmamıştır. IoT tabanlı mobil aquaponik sistemin pH seviyesi ve sıcaklığının istenen değerlerde tutulduğu gözlemlenmiştir. 4 hafta boyunca her 7 günde bir, Lepistes balığı ve bitki büyümesi izlenmiştir. Yapılan yurt içi ve yurtdışı çalışmalar ile sistemin verimliği analiz edilip değerlendirme yapılmıştır. Kent yaşamındaki insanın balkon, teras, bodrum ve çatı gibi alanlarda yapay zekâ kontrollü ile hayvansal ve bitkisel temiz ve helal gıda üretimi yapılması öngörülmektedir.
Şebeke bağlantılı bir fotovoltaik sistemin tasarımı ve farklı şebeke koşulları altında analizi
Şebeke bağlantılı PV sistemlerde, PV dizinin bağlantısı ve PV sistemin şebeke ile olan çalışma dengesi önemlidir. Sistemin, gerektiğinde şebekeden ayrılması için teknik bir takım gereksinimlere ihtiyaç vardır. Bu durum, yüksek güç kalitesini sağlamak ve şebekenin güvenilirliğini sağlamak açısından önemlidir. Bununla birlikte, şebeke bağlantılı PV sistemlerin anormal çalışma koşullarında çalışması da önlenmelidir. Bu anormal çalışma durumlarının önde geleni, istenilmeyen ada modlu çalışma durumudur. Ada modlu çalışma; bir dağıtım sisteminin, güç sisteminden elektriksel olarak izole edilmesi halinde, enerji akışının halen kendisine bağlı bulunan dağıtık şebeke tarafından devam ettirilmesi durumudur. Ada modlu çalışma, şebeke senkronizasyonunun kaybolması nedeni ile güç sistemi kararlılığı üzerinde çeşitli etkilerde bulunmaktadır. Sonuç olarak bu durum, dağıtık şebekenin belirlenen gerilim ve frekans referanslarının dışında kalmasına neden olmakta ve ada modlu çalışma durumunda elektriksel cihazların ve sistemlerin, hatta çalışan personelin bu durumdan zarar görmesine yol açabilmektedir. Bu çalışmada, şebeke bağlantılı PV sistemlerde, ada modlu çalışmanın tespit edilebilmesi için, inverterden bağımsız olarak çalışabilen, gerçek zamanlı bir kontrol yöntemi önerilmiştir. Bu amaçla, öncelikle 1 kWp kurulu güce sahip, şebeke bağlantılı bir PV sistemin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, PV sistem-şebeke-yük arasındaki gerilim, akım ve frekans değişimi gibi devre parametreleri, geliştirilen elektronik devreler yardımı ile izlenerek, tasarlanan gerçek zamanlı kontrol sistemi ile ada modlu çalışma olayının tespitine çalışılmıştır. Bu sayede, ada modlu çalışmanın tespiti için, mevcut yöntemlere göre daha güvenilir, inverterden bağımsız olarak çalışabilen ve cevap süresi kısa bir kontrol alt yapısı elde edilmiştir. Tez çalışmasında önerilen gerçek zamanlı kontrolör, Labview kontrol ünitesi ve yardımcı ekipmanları ile geliştirilmiştir. Labview sinyal işleme altyapısı, sisteme esneklik kazandırmada ve hızlı sistem prototipini geliştirmede avantaj sağlamıştır. Ülkemizde, şebeke bağlantılı PV sistemlerde ada modlu çalışmanın tespiti ile ilgili IEEE standartlarında belirtilen kriterlere göre bir çalışma yapılmamıştır. Yapılan çalışma, ülkemiz elektrik şebekesinde, şebeke bağlantılı PV sistemlerde ada modlu çalışmaya yönelik olarak gerekli kriterlerin belirlenmesi noktasında, önemli bir görev üstlenecektir. Anahtar Kelimeler: Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Sistem, Ada Modlu Çalışma, Labview.
Model öngörülü denetleyici (MPC) ile robot kolu denetimi
Çok eklemli robot kolları, insansız otonom araç uygulamalarında ve endüstrinin bir çok alanında sıklıkla kullanılmaktadır. Robot kollarının dinamik ve kinematik denklemlerinden elde edilen teorik modellerin parametre karmaşıklığı eklem sayısına bağlı olarak artmaktadır. Model parametre karmaşıklığı hassasiyeti yüksek uygulamalar için robot kolunun denetiminde önemli rol oynamaktadır. Bu duruma ek olarak bağlar arası sürtünme, içsel bozucu ve dış bozucu etki robot kolunun etkin denetiminde önemli bir araştırma konusudur. Bu doktora tez çalışmasında, Dönel Dönel (Revolute Revolute-RR), Dönel Dönel Dönel (Revolute Revolute Revolute-RRR) ve Dönel Prizmatik Dönel (Revolute Prismatic Revolute-RPR) eklem yapısına sahip robot kollarının teorik modelleri tüm parametreleri içerecek şekilde vektör matris formda oluşturulmaktadır. Matris formda elde edilen M(q) kütle, V(q,q ̇) coriolis-merkezkaç ve G(q) yer çekimi denklemlerinin doğrusal olmayan yapıda olduğu belirlenmektedir. Dış bozucu etkinin iyi tanımlanamadığı veya ortamda değişken dış bozucu etki altında robot kolunun çalışma noktalarındaki kaymalar ortaya konulmaktadır. Değişken dış bozucu etki altında çok eklemli robot kolunun gürbüz denetimi için klasik denetim yerine modele dayalı denetim yapılmaktadır. Farklı eklem yapılarında çok eklemli robot kolunun hem doğrusal hem de doğrusal olmayan sistem tanımlama yöntemleri ile modelleri elde edilmekte ve model parametreleri kestirilmektedir. Elde edilen model parametreleri ile RR ve RRR eklem yapısına sahip robot kolunun Model Öngörülü Denetimi (Model Predictive Control-MPC) gerçekleştirilmektedir. Dış bozucu altında elde edilen robot kolu modeli için geliştirilen algoritma İnsansız Hava Aracı (İHA) üzerinde bulunan RRR eklem yapılı robot kolu (yalpa) üzerine gömülmüş ve yalpanın MPC denetimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar klasik denetim yöntemlerinden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmakta ve önerilen algoritmanın performansı farklı koşullar altında test edilmektedir. MPC'nin hız, gürbüzlük, hassasiyet ve kısıtlara izin verme gibi performans kriterlerinde başarılı olduğu görülmektedir.
Farklı türdeki kaotik sistemlerin modellemeleri ve senkronizasyonlarının gerçekleştirilmesi
Son yıllarda birçok bilim dalında karşılaşılan konulardan biri olan kaos, gerekirci bir sistemin ilk koşullara olan aşırı duyarlılığının sonucunda ortaya çıkan periyodik olmayan uzun zamanlı davranışlardır. Elektronik ve haberleşmenin birçok alanında kaos kullanılmaktadır. Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle de kaos araştırmalarının nümerik analizine büyük katkılar sağlanmış ve bu konuyla ilgili olan araştırmalara hız kazandırmıştır. Kaosun, güç sistemleri, yüksek performanslı devreler ve cihazlar, bilgi teknolojileri, lazerlerin gücünün arttırılması, elektronik devrelerin çıkışlarının senkronize edilmesi, güvenli haberleşme, otomatik kontrol sistemleri gibi alanlarda birçok başarılı ve yaygın kullanım alanı vardır. Bu tezde, farklı türdeki kaotik sistemlerin Matlab simülasyon modellemeleri ve senkronizasyonlarının gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Bu tezde amaç, kaos biliminin günümüze gelene kadar yapılan çalışmalarını incelemek, kaos biliminin hangi alanlarda kullanıldığını araştırmak, kaotik sistemleri tanıtmak, ve Matlab programında sistem modellemelerini ve simülasyonlarını gerçekleştirmek, sistem davranışlarını incelemek ve bazı kaotik sistemlerin senkronizasyonlarını sağlamaktır. Bu tezde ayrıca senkronizasyon kavramına ve senkronizasyon yöntemlerine değinilmiş, senkronizasyon için geniş çaplı ve etkili bir teknik olarak kabul görmüş Pecora-Carroll yöntemi incelenmiştir. Bu yöntem kullanılarak bazı kaotik sistemlerin senkronizasyonu sağlanmış ve senkronizasyon öncesi ve sonrası sistem davranışı incelenmiştir. Anahtar Kelimeler : Kaos, Kaotik Sistemler, Kaotik Devreler, Senkronizasyon
Donanım tabanlı rasgele sayı üretecinin gerçekleştirilmesi
Bu tezde, kriptografik uygulamalarda kullanılan Gerçek Rasgele Sayı Üreteci (GRSÜ) ayrıntılı olarak incelenmiş olup literatürde bulunan tasarımların birçoğu tartışılmıştır. Tez çalışmasında ilk olarak GRSÜ'de son işlemin önemi incelenmiştir. Son işlem, gerçek rasgele sayı üreteçlerinde kullanılan entropi kaynaklarının çevresel değişikliklerden etkilenmeleri nedeniyle oluşan zayıf istatistiksel özellikler gidermek amacıyla kullanılmaktadır. İkinci bir avantajı ise yan kanal analizi saldırısına karşı sistemi dirençli hale getirmesidir. Ancak kullanılan son işlemler GRSÜ'den elde edilen çıkış bit oranını düşürmektedir. Bu amaçla çalışmada, literatürdeki Von Neumann, XOR, H son işlem gibi çeşitli son işlem algoritmalarına alternatif olabilecek, GRSÜ'nün veri oranını düşürmeden istatistikî zayıflıkları gideren yeni lojistik haritaya dayalı son işlem algoritması önerilmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut sonuçlar ile karşılaştırıldığında daha iyi sonuçlar elde edilebileceği gösterilmiştir. Lojistik haritanın etkilerini gözlemleyebilmek amacıyla RO tabanlı TRNG yapısı dört farklı senaryo ile gerçekleştirilmiştir. Önerilen sistem EP4CE115F29C7 tabanlı Altera FPGA (Field Programmable Gate Array - Alan Programlanabilir Kapı Dizileri) bordu üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre lojistik haritanın son işlem olarak kullanılabileceği gösterilmiştir. Gerçekleştirilen tasarımda çıkış hızı 20Mbit/s olarak elde edilmiştir. Diğer çalışmada ise, Saf Sözde Rasgele Sayı Üreteçlerinin (SRSÜ) güvenliğini ve rasgeliliğini arttırmak amacıyla SRSÜ'nün geçiş ve çıkış fonksiyonuna gerçek rasgele sayı dizisi ek girdi olarak eklenmiştir. Bu amaçla, AES (Advanced Encryption System - Gelişmiş Şifreleme Sistemi) kullanarak tasarlanan saf SRSÜ'lere ek girdi olarak Xilinx FPGA'de Burke Shaw kaotik çekerden elde edilen rasgele bit dizisi eklenerek Hibrit SRSÜ sistemi geliştirilmiştir. Gerçeklenen tasarımlardan elde edilen bit dizilerinin istatistiksel olarak rasgeleliğini test etmek amacıyla National Institute of Standards and Technology (NIST) tarafından yayınlanmış olan NIST 800-22 test paketinin programı C# ortamında yazılmıştır. Elde edilen sonuçlar, gerçekleştirilen tasarımlar için karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Gerçek Rasgele Sayı Üreteci, Son İşlem, Halka Osilatörler, Kaotik Sistemler, İstatistikî Testler
Bir üniversite yerleşke binasında elektrik enerjisi tasarruf potansiyelinin incelenmesi
Günümüzde dünyada enerjiye olan ihtiyaç sürekli olarak artmakta ve enerjinin etkin ve verimli bir şekilde kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. Enerji verimliliği sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmada önemli bir role sahiptir. Enerji yoğun sektörlerin başında konut sektörü gelmektedir. Üniversite yerleşkesi gibi çok sayıda ve çeşitli binalara sahip alanlarda enerji tüketimini azaltmak için yapılacak enerji verimliliği faaliyetleri enerji maliyetlerinin azaltılması ve üniversitelerin sürdürülebilir kampüslere dönüştürülmesi için önemli adımlardır. Bu tez çalışması kapsamında Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi İstiklal Yerleşkesinde bulunan bir idari bina örnek saha olarak seçilerek enerji etüdü çalışmaları kapsamında termal kamera, enerji analizörü, lüksmetre gibi ölçüm cihazları ile verimlilik analiz çalışmaları yürütülmüş, enerji tüketim değerleri izlenerek enerji tüketim/kayıp noktaları tespit edilmiş ve enerji tasarrufu potansiyeli belirlenmiştir. 2020-2022 yılları arasındaki enerji tüketim verileri incelendiğinde enerjinin %20'si elektrik, %80'ni doğal gaz, maliyetlerinin ise %55'i elektrik, %45'i ise doğal gazdan kaynaklanmıştır. Enerji analizörü ile yapılan analizler sonucu binanın elektrik kalitesinde bir problem tespit edilmemiştir. Kısa vadede alınabilecek tedbirler kapsamında kampüs içi yol aydınlatmalarının LED armatürler ile değişiminin 400.392,0 kWh ve pompa motorlarının verimli elektrik motorları ile değişiminin 11.555,0 kWh enerji tasarruf potansiyeli olduğu belirlenmiştir. 2022 yılı enerji birim fiyatları ve 2023 yılı temmuz ayı EURO kuru kullanılarak yapılan hesaplamalarda, yol aydınlatmalarının LED armatürler ile değişiminin yatırım maliyeti 168.641 TL, geri ödeme süresi (GÖS) 2,42 yıl ve iç karlılık oranı (IKO) %72; pompa motorlarının verimli elektrik motorları ile değişiminin ise yatırım maliyeti 2.852.408 TL, GÖS 5,08 yıl ve IKO %44 olarak bulunmuştur. Orta vadeli tedbirler kapsamında ise kurulacak bir fotovoltaik güneş enerji santrali (GES) ile 2503 MWh/yıl enerji üretimi sağlanabileceği bulunmuştur. GES yatırımının maliyeti 33.316.650 TL, GÖS 4,53 yıl ve IKO %53'dür. Sonuç olarak, söz konusu enerji verimliliği yatırımları ile yerleşkede enerji tüketimlerinin azaltılabileceği, sürdürülebilir üniversite olma yolunda önemli katkı sağlanacağı ve diğer üniversitelere örnek teşkil edileceği değerlendirilmektedir.
Bulanık uyarlamalı parçacık sürü en iyileme yöntem ile kesir dereceli denetleyicilerin kaos tabanlı haberleşme sistemlerine uygulanması
Kesir dereceli modelleme günümüzde sistemlerin modellenmesinde klasik yöntemlerden daha gerçekçi bir yöntemdir. Özellikle, kontrol mühendisliği alanında sistemlerin kesir dereceli olarak modellenmesi ve tasarımı klasik tam sayı dereceli modellemelerden daha faydalı sonuçlar elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada, son yıllarda adından sıkça söz edilen kesir dereceli PID (KDPID) denetleyicisinin, parametre eniyilemesi yapılarak yine kesir dereceli kaotik sistemlerin senkronizasyon denetiminde başarımı incelenmiştir. Ayrıca, KDPID denetleyicisinin ve kesir dereceli (KD) kaotik sistemlerinin devre modelleri oluşturulmuş, bu denetleyici ve kaotik devrelerin uygulanabilirliği gösterilmiştir. Denetleyicinin parametre ve kesir dereceleri, bulanık uyarlamalı PSO yöntemiyle belirlenerek denetleyicinin performansı arttırılmıştır. KD kaotik sistemlerin senkronizasyonunun özellikle haberleşme sistemlerinde kullanılabilir olduğu, literatürdeki birçok araştırmada görülmektedir. Ancak, senkronizasyon hızı bu sistemler için oldukça önemlidir. Çünkü senkronizasyon ne kadar hızlı olursa, veri kaybı da o kadar az olur. Bu nedenle KDPID ile yapılan senkronizasyon kontrolü hem dış etmenlere karşı daha dayanıklı olup, hem de senkronizasyon süresi oldukça kısa olan bir denetim imkanı sağlamaktadır. Bu sayede haberleşmede SNR/BER oranına göre gürültü dayanımı açısından oldukça iyi bir performans sağlandığı görülmektedir. Bunun yanında senkronizasyona ulaşma süresine göre seçilen bit süresi kısa olması nedeniyle veri iletim hızı arttırılabilir.
Evsel yükler için yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin tasarımı, modellenmesi ve uygulaması
Son yıllarda fosil yakıtların tükenecek olması ve küresel ısınma ile birlikte güneş, hidrojen ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi artmaktadır. Özellikle hidrojen ve güneş, enerji üretimi için hibrit sistemlerde birlikte kullanılmaktadır. Fotovoltaik sistemlerde hava şartlarına bağlı olarak üretilen enerjinin depolanmasına ihtiyaç duyulur. Bu tür sistemlerde kullanılacak bataryaların hem ömürleri kısadır hem de bakım masrafları vardır. Bu nedenle güneş pillerinin yakıt pilleri ile birlikte kullanılması tercih edilen yöntemlerden biridir. Böylece enerji talebi temiz enerji kaynaklarından istifade edilerek kesintisiz olarak karşılanmış olur. Bu çalışmada, öncelikle hidrojenin elde edilmesi için güneş pillerini kullanan şebekeden bağımsız bir yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin benzetimi yapılarak, farklı yükler için analizi yapılmıştır. Daha sonra evsel uygulamalar için geliştirilen ve şebekeden bağımsız çalışan bir yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin prototipi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu sistemde güneş enerjisinin yeterli olduğu zamanlarda, yükün enerji talebi PV sistem tarafından karşılanmaktadır. Güneş ışığının yetersiz olduğu gündüz saatlerinde ve gece boyunca ise yakıt pili devreye girerek sistemin kesintisiz olarak çalışabilmesi sağlanmıştır. Deneysel çalışmada, yük olarak farklı güçlerde lambalar kullanılmıştır. İnverter çıkış akım ve gerilimleri veri toplama cihazı ve LabVIEW arayüzü kullanılarak analiz edilmiştir. Matlab-Simulink'te deneysel sisteme ilişkin bir benzetim sistemi tasarlanmış ve benzetim sonuçları ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak hibrit sistemin yük analizi yapılmıştır.
Mikro şebekelerde güç akış analizi
Teknolojik gelişmeler, cihazların küçülmesi ve hızlanmasının yanında dezavantaj olarak aşırı hassaslaşmalarına yol açmaktadır. Bir şebekedeki kullanıcıların büyük bölümünün hassas yüklere sahip olması, bireysel önlemlerin, yerini şebeke bazında alınacak önlemlere bırakmasını zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluk sonucunda, kritik yüklerin enterkonnekte şebekede oluşacak kesinti ve arızalardan en az düzeyde etkilenmesi yaklaşımı mikro şebeke kavramını ortaya çıkarmıştır. Mikro şebekeler, yenilenebilir enerji kaynakları ile klasik enerji üretim santrallerinin entegrasyonu sonucunda oluşturulan hibrit yapılardır. Özel bölgelerin enerjilendirilmesi amacıyla kolayca uygulanabildikleri, kaliteli ve kesintisiz enerji sağlayabildikleri için mikro şebekelerin kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Çeşitli enerji üretim kaynakları ve yükler içermesi nedeniyle mikro şebekelerin, büyük güç sistemlerindeki gibi farklı çalışma ve yük değişimi durumlarına ilişkin analizinin yapılmasına ihtiyaç bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir mikro şebekenin tasarlanan yapay sinir ağı ile güç akışı analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, aynı sistemin klasik Gauss-Seidel yöntemi temelli yazılımsal çözümü ile analizi yapıldığı zaman ortaya çıkan sonuçlar ile karşılaştırılarak yapay sinir ağının başarısı incelenmiştir. Önerilen yöntem kullanılarak enerji şebekelerinin ve dolayısıyla mikro şebekelerin tasarımı için gerekli olan güç akış analizinin iteratif yöntemlere gerek kalmadan yapılabilmesi sağlanacaktır. Anahtar Kelimeler: Güç Akış Analizi, Mikro Şebekeler, Yapay Sinir Ağları, Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Parça-parça doğrusal elemanlar içeren devrelerin matlab ile modellenmesi ve simülasyonu
Bu tezde, doğrusal olmayan elemanlar içeren devrelerin modellenmesi ve Matlab/Simulink ortamında simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada doğrusal olmayan elemanlar, karakteristiklerine parça-parça doğrusallık yaklaşımı uygulanarak; anahtarlar, kaynaklar ve doğrusal elemanlarla birlikte kontrol eşitsizlikleri kullanılarak modellenmiştir. Daha sonra bu modeller, Matlab/Simulink ortamında SimPowerSystems kütüphanesiyle oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında, örnek devrelere ilişkin simülasyon sonuçları verilmiştir. Simülasyon aşamasında örnek devrelerde, önce doğrusal olmayan elemanlar için birinci aşamada elde edilen modeller kullanılmıştır. Daha sonra, aynı devrelerin simülasyonu için doğrusal olmayan elemanların SimPowerSystems kütüphanesindeki kendi modelleri kullanılmıştır. Her iki duruma ilişkin simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Fakat karşılaştırma işlemleri tüm örnekler için mümkün olmamıştır. Çünkü devrelerde farklı karakteristiklere sahip doğrusal olmayan omik, indüktif, kapasitif elemanlar bulunması durumunda, bu elemanlara ilişkin SimPowerSystems kütüphanesinde bir tanım olmadığı için, bu örneklerin simülasyonu sadece birinci aşamada tanımlanan modelleme kullanılarak yapılabilmiştir.
Raylı sistemlerde pantograf-katener sisteminin modellenmesi, simülasyonu ve arıza teşhis yöntemlerinin geliştirilmesi
Günümüzde temiz enerji kullanan, hızlı ve güvenilir bir ulaşım aracı olan elektrikli trenlerde, elektrik enerjisini taşıyan katener hattı ile bu enerjiyi lokomotife ileten pantograf sistemi arasındaki etkileşimin izlenmesi güvenlik açısından oldukça önemlidir. Özellikle yüksek hızlı trenlerin yaygınlaşması ile yüksek akım ve gerilim altında çalışan pantograf ve katener sistemi arasındaki temas kuvvetinin, pantograf yüzeyinin aşınma durumunun ve oluşabilecek arkların periyodik olarak kontrol edilmesi gerekir. Çevresel şartlar, çalışma koşulları ve sistem parametreleri gibi faktörlerden etkilenen pantograf ile katener arasındaki enerji iletiminin kalitesi için durum izleme, aktif pantograf kontrolü ve olası arızaların tespiti, raylı sistemlerin güvenilirliği açısından zorunlu olarak yapılması gereken işlemlerdir. Bu tez çalışmasında, bir pantograf-katener sisteminin modellenmesi ve sistem parametrelerinin etkilerinin analizi, pantograf ve katener arasındaki temas kuvvetinin aktif olarak kontrolü ve pantograf yüzeyi ile genel pantograf-katener sistemi üzerinde oluşacak arızaların teşhisine yönelik üç yeni yöntem önerilmiş ve bunlara ait doğrulama sonuçları deneysel veriler üzerinden sunulmuştur. İlk olarak pantograf-katener sistemi matematiksel olarak modellenerek transfer fonksiyonu elde edilmiş, bu modelde bulunan kütle, yay sabiti ve sönümleme katsayıları gibi altı parametrenin değişimi sonucunda genel sistemin nasıl davranacağı analiz edilmiştir. Sistem parametrelerinin olası herhangi bir nedenle değişmesi durumunda modelin simülasyonu sonucu sistemde salınımların oluştuğu, pantograf-katener etkileşiminin olumsuz etkilendiği ve enerji iletim kalitesinin azaldığı ortaya konulmuştur. İkinci çalışma pantograf-katener sistemlerinde sistem parametrelerinin değişmesi durumunda, sistemin kararlı, sağlam ve verimli çalışmasını sağlayacak aktif pantograf kontrolü için yapılmıştır. Tezde bu amaçla pantografın katenere temas kuvvetini tren hareket halinde iken koşullara göre sürekli ayarlayan yeni ve etkili bir yöntem sunulmaktadır. Bunun için geliştirilen adaptif bulanık kontrolör ve pantografın pozisyon bilgisini bulan görüntü işleme algoritması ile pantografın çevrimiçi kontrol edilmesine dayanan bu yeni yöntem literatüre önemli bir katkı sağlayacaktır. Önerilen yaklaşımda, bir kamera ile alınan pantograf-katener görüntüsünden, görüntü işleme teknikleriyle elde edilen konum bilgisi kullanılarak adaptif bir bulanık kontrolör ile pantografın aktif kontrolü sağlanmaktadır. Sonraki çalışma, katener hattının pantograf yüzeyine temas ettiği noktanın pantografın güvenli bölgesinde olup olmadığını belirlemek, pantograf yüzeyindeki bölgelerin aşınma oranını bulmak ve buna bağlı oluşabilecek arızalar için bir analiz yaklaşımı önermektedir. Bunun için ilk olarak katener hattının pantograf üzerinde kayarken oluşturduğu yörünge modellenmiş, daha sonra kamera ile katener hattının pantografa temas ettiği nokta görüntü işleme algoritmaları ile sürekli tespit edilerek gerçek veriler üzerinden arıza analizi gerçekleştirilmiştir. Böylece pantograf yüzeyinin her noktasının istatistiksel kullanım durumu ve ömrü konusunda tespit ve tahmin yapabilme imkanı oluşmuştur. Tezdeki son çalışma ise pantograf-katener sisteminden alınan akım verilerine S-dönüşümü uygulanarak elde edilen özellikler üzerinden bulanık sınıflandırıcı ile arkların tespitine yönelik bir yöntemdir. Öncelikle Mayr ark modeli ile simülasyon üzerinden elde edilen akım verileri kullanılmış, daha sonra bir trenden alınan gerçek akım verileri kullanılarak S-dönüşümü ve buna ait özellikler üzerinden arkların tespit edilmesi için yeni bir yöntem geliştirilmiş ve çeşitli senaryolar ile doğrulanmıştır. Sonuç olarak bu tez kapsamında, elektrikli trenlerde elektrik hattından lokomotife enerji iletimini sağlayan pantograf-katener sistemleri için yeni, etkili, yüksek doğruluklu, sağlam, gerçek zamanlı uygulanabilir ve temassız olarak durum izleme, analiz, kontrol ve arıza teşhis yöntemleri sunulmuştur. Elektrikli trenlerde güvenlik, enerji iletimi kalitesi, verimlilik ve periyodik izleme açısından büyük önem taşıyan bu yeni yöntemler için, bu alandaki çalışmalara ivme kazandıracak sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca temassız izleme çalışmalarının yapılmış olması, yüksek hızlarda bile tren hareket halinde iken, etkili sonuçların alınabilmesini sağlayacak görüntü işleme tekniklerinin bu alanda kullanılmasının avantajlı olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, bu tezde yapılan çalışmalar Tübitak-1001 programında yürütülen 112E067 numaralı araştırma projesi ile desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektrikli demiryolu sistemleri, Pantograf-Katener sistemleri, Enerji iletimi, Aktif pantograf kontrolü, Durum izleme, Arıza teşhisi, Görüntü işleme, Ark tespiti.
Medikal görüntülerdeki darbe gürültüsünün makine öğrenme teknikleri ile giderilmesi
İdeal bir filtrenin sayısal imgedeki ayrıntıları korurken, darbe gürültüsünü etkili biçimde yok etmesi istenmektedir. Standart sinyal işlemenin talebi, resmin detaylarına zarar vermeden darbe gürültüsünün yok edilmesidir. Birinci bölümde, medyan tabanlı yeni bir filtre sunulmuştur. Bu metot anahtarlamalı medyan ile uyarlamalı medyan filtrenin hibrit halinden meydana gelmiştir. Sunulan filtre "İki Aşamalı Uyarlamalı Hızlı Medyan Filtre" (DCFAMF) olarak adlandırılmıştır. DCFAMF, geleneksel filtrelerle kıyaslandığında yapı olarak daha basit, daha hızlı ve aynı zamanda daha iyi sonuçlar vermektedir. Bu metot darbe gürültüsünü yok etmenin yanında (aşırı bozulmuş imgelerde bile), imgenin detaylarını başarılı bir şekilde korumuştur. DCFAMF için herhangi bir parametre ayarlamasına gerek yoktur. Bu yüzden otomatik sistemlere daha uygun olup herhangi bir ön hazırlığa ihtiyaç duymamaktadır. Ayrıca, aşırı bozulmuş imgeleri iyileştirmek için uyarlamalı bir yapay sinir ağı modeli geliştirilmiştir. Farklı gürültü yoğunluklarında eğitilmiş olan ağlar, gürültünün yoğunluğuna göre, gürültülü piksel yerine gelebilecek en uygun komşu pikseli tahmin etmektedir. Önerilen algoritma sayısal imgelerdeki darbe gürültüsünü etkili biçimde yok ederken, aynı zamanda detayları da korumaktadır. Sayısal imgelerdeki darbe gürültüsünü yok etmek amacıyla fitre olarak Naïve Bayes sınıflandırıcı önerilmiştir. Burada kullanılan haliyle gürültü bulaşmış imge onarılmaya başlamadan önce, imge birden fazla parçaya ayrılmakta ve bu parçalarda gürültü bulaşmamış piksellerden bir öğrenme seti oluşturulmaktadır. Bozuk pikselin yerine geçecek olan pikseli tahmin etmek için, bu öğrenme seti kullanılmaktadır. Sunulan yöntem hem basit hem de uygulanması daha kolaydır.
Sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali
Sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali projesinin gerçekleştirilme amacı; atıkları ile çevreye zararlı fosil kaynaklı yakıtlardan tamamen uzak, çevre dostu ve en önemlisi yenilenebilir enerji kaynağı ile kaliteli elektrik enerjisi üretmek ve sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralini modelleyerek kullanım alanlarının yaygınlaşmasına katkı sağlamaktır. Bu amaçlar doğrultusunda, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması yapılmış ve bu uygulama çalışması sonucu elde edilen deneysel bulgular ile bilgisayar benzetim sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışma başlangıcında, rüzgar enerjisinin oluşumu, tarihsel gelişim süreçleri, olumlu ve olumsuz çevre faktörleri belirtilmiştir. Çalışmanın devamında ise rüzgar türbin sistemleri farklı özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. İlerleyen bölümlerde rüzgar türbin sistemlerinde kullanılan generatör sistemleri açıklanmış, birbirlerine göre bu generatör sistemlerinin avantaj ve dezavantajları sıralanmıştır. Sistemin prototip çalışması için sürekli mıknatıslı senkron generatör kullanılmasına karar verildikten sonra sürekli mıknatıslı senkron generatör modelinin oluşturulması için matematiksel denklemleri verilmiştir. Ayrıca rüzgar enerjisinin mekaniksel enerjiye dönüşümü ifade edildikten sonra rüzgar enerjisinden maksimum seviyede faydanılması için gerekli ifadeler belirtilmiştir. Yukarıda bahsi geçen tanımlamalardan sonra sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali uygulama çalışması için gerekli devre eleman seçim parametreleri açıklanarak, sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin montajı yapılmıştır. Sistem modeli gerçekleştirildikten sonra deneysel çalışmalara başlanılmıştır. Bu süreç içerisinde tasarımı yapılan sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santrali modelinin Matlab/Simulink bilgisayar programında benzetim çalışması da gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise sürekli mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar santralinin prototip çalışmasının deneysel bulguları ile benzetim çalışması sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca elektrik enerji üretimi gerçekleştirilirken; yüksek verimli bir sistemin tasarlanması, çıkışının kontrol edilebilir olması ve çevresel faktörlere karşı hassas olması gibi önemli parametrelere dikkat edilmesi gerektiği vurgulanmıştır.
PSAM-tabanlı LMMSE kanal tahmini ile Ricean sönümleme ortamında MRC/EGC anten çeşitlemesinin M-QAM sistemleri için performans analizi
Bu tezde, çoklu anten çeşitliliği sistemlerinde maksimum-oran birleştirici ve eşit kazanç birleştirici kullanarak dördün genlik modülasyonu (M-QAM) ile LMMSE-kanal tahminine bağlı olarak Gauss hata modeli yoluyla mükemmel-olmayan kanal tahmini altında ortalama bit hata oranı ve kesinti olasılığı performansı ele alınmaktadır. Kanallar toplamsal beyaz Gauss gürültüsü ile bozulmuş, uzaysal bağımsız düz Ricean sönümlemeli olarak modellenmiştir. Pilot-sembol-destekli modülasyon (PSAM) için realistik kanal belirleme tekniği LMMSE'ye dayalı kanal tahmini senaryosu üzerinden gerçek çeşitleme kazancını göstermek için, her bir antenden alınan bit sinyal-gürültü oranının ortalaması, anten sayısı L, Ricean K-faktörü ve normalize edilmiş kanal tahmini korelasyon katsayısı ? gibi farklı sistem parametrelerine karşı Monte-Carlo simülasyonu vasıtasıyla maksimum-oran birleştirici ve eşit-kazanç birleştirici anten çeşitleme birleştirme tekniklerinin ortalama çıkış sinyal-gürültü oranı, ortalama bit hata oranı ve kesinti olasılığı analiz edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Çeşitleme birleştirme, minimum karesel hata ortalamalı- kanal tahmini, dördün genlik modülasyonu, Ricean sönümleme kanalı