4.957
Arşivlenen Tez
3
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
İşlemcilerde düşük güç tüketimine yönelik yöntemler
Üniversitesi :TOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiEnstitüsü :Fen BilimleriAnabilim Dalı :Elektrik ve Elektronik Mühendisliğ igTez Danışmanıs :Doç. Dr. M. Önder EFETez Türü ve Tarihi :Yüksek Lisans - Haziran 2007Y. Sinan HANAYËş Ë ËË ËISLEMCILERDE DÜSÜK GÜÇ TÜKETIMINE YÖNELIK YÖNTEMLERşÖZETBu tez mikroiş lemcilerde düşük güç tüketimine yönelik bazı yöntemler önerip, onlarıs sayrıntılı bir sekilde inceleyip ele almaktadır. Günümüzde daha yüksek işlem gücüneş stalep sürerken aynı zamanda daha düşük güç tüketimi de istenmektedir. Mooresyasasına göre 18 ayda bir, birim tümleşik devreye sığ dırılabilecek transistör sayısıs g2 katına çıkmaktadır. Bu işlemcilerin üstel olarak hızlanmasına olanak verirken,sdiğ er taraftan işlemcilerin daha yüksek frekanslarda çalışması tükettiğ i gücü deg s s gartırmaktadır. Dolayısıyla işlemcilerde güç tüketimine yönelik yeni yöntemleresihtiyaç duyulmaktadır. Genel olarak iki teknik öne sürülecektir; mikroişlemcilerdesdar değ erlerin açığ a çıkarılıp kullanılması ve hızlı karşılaştırıcı devre yapılarınıng g sskullanılması. Mikroişlemcilerde, dar değ erlerin varlığ ından faydalanarak güç tüke-s g gtiminin %36 oranında azaltıldığ ı gösterilecektir. Bu yöntem işlemcilerde üretilen veg stüketilen değ erlerin yazmaç genişliğ inden daha dar bir sekilde ifade edilebilmesineg sg şdayanır. Dar değ erler sayesinde işlemci yazmaçlarının üst kısımları kapatılarak, bug skısımların tükettiğ i durağ an güç azaltılmış olur. Çeşitli denek programlarla idealg g s syazmaç genişliğ i saptanıp bunun kullanılmasıyla elde edilecek güçten kazanım ortayasgkonacaktır. Buna ek olarak, dar değ erlerden faydalanılarak yazmaçlarda hatalaragkarşı önerilen hızlı bir sekilde değ er eşitliğ i üretme yönteminden bahsedilecektir.s ş g sgSon olarak da, güç kesintisi uygulayan uyku transistörlü devrelerin uyanma zamanınıbelirleme süresinin kısaltılması için devrelerin polinomlarla modellenmesi önerilecek,ve sonuçlar sunulacaktır.Anahtar Kelimeler: Mikroişlemciler, Düşük Güç Tüketimis siv
Kayan kip tekniği ve yapay potansiyel fonksiyonlar ile sürü robot hareket denetimi
Bu tez çalışmasında sürü robotlar için hareket denetimi çalışılmıştır. Tezde geliştirilen denetim stratejisi yapay potansiyel fonksiyonlar ve kayan kipli denetim tekniğinin birleşiminden oluşmaktadır. Sürünün üyeleri iki boyutlu uzayda hız-kısıtlı dinamiklerle hareket etmektedir. Tezde yapay potansiyel fonksiyonlar sürü için sanal bir itim-çekim uzayı oluşturmada kayan kipli denetim tekniği de erkinleri sanal itim çekim kuvvetlerine göre hareket etmeye zorlamada kullanılmıştır. Çalışılan davranışlar kümelenme, dizilim oluşturma ve takip davranışlarıdır. Takip davranışı hem tek bir erkin için hemde sürü erkinler için çalışılmıştır. Öngörülen denetim stratejisi yapıcı bir analitik analizle geliştirilmiş ve etkinliği benzetimlerle sınanmıştır.
Optik fiberlerde dejenere dört dalga karışımı ve kuvantum gürültüsü analizi
Parametrik amfiler ve osilatörler teorik olarak uzun süredir araştırılan bir alan olsa da, fiberler kullanılarak yapılan parametrik amfiler daha yeni yeni dikkat çekmeye başlamıştır. Bu tezde, fiberlerde görülen doğrusal olmayan davranışlar genel olarak anlatılmış ve bu davranışların uygulamalarından olan parametrik yükseltme ve parametrik osilasyon işlemleri incelenmiştir. Optik fiberlerde parametrik işlemin kaynağı dört dalga karışımıdır. Dört dalga karışımında dejenere ve dejenere olmayan durumlar için klasik bağlaşık alan denklemleri çıkarılıp, dejenere durum için bağlaşık denklemler normalize edilip sayısal olarak çözümlemesi yapılmıştır. Bu denklemlerin analiz sonuçları kullanılarak, dejenere dört dalga karışımını kullanan fiber optik parametrik amfi ve osilatörlerde kuvantum gürültüsü analizi yapıldıktan sonra hem amfilerde hem de osilatörlerde genlik sıkıştırması olan bölgeler bulunduğu sayısal olarak gösterilmiştir.
Dinamik komşuluklu eşzamansız dağınık parçacık sürü eniyileme yöntemi ve çok robotlu arama görevinde uygulanması
Bu tez çalışmasında dinamik komşuluklu, eşzamansız ve dağınık parçacık sürü eniyileme yöntemi ve bu yöntemin çok robotlu arama görevinde uygulanmasıçalışılmıştır. Tezde çalışılan dinamik komşuluklu parçacık sürü eniyileme yöntemi parçacık komşuluklarının zamanla dinamik olarak değişmesine izinverilmektedir. Bu bakış açısı yöntemin paralel ve dağınık uygulamalarında çeşitli avantajlar sağlamaktadır. Yöntemin dinamik komşuluklu biçimiçeşitli denektaşı fonksiyonların farklı komşuluk dinamikleri altında eniyilenmesi ile sınanmıştır. Öte yandan yöntemin eşzamansız ve dağıtık biçimiparçacık sürü eniyileme yönteminin paralel ve dağınık olarak çalışmasına olanak sağlamaktadır. Yöntemin belirtilen biçiminde parçacıkların bağımsızzaman anlarında bilgi paylaşımında bulunmalarına, tahminlerini güncellemelerine ve parçacık komşuluklarının zamanla dinamik olarak değişmesine izinverilmiştir. Tek bir işlemci ve bir bilgisayar ağında bulunan birçok işlemci ile benzetimler gerçekleştirilmiştir. Yöntemin dinamik komşuluklu,eşzamansız ve dağınık biçimi sınırlı haberleşme/algılama yeteneğine sahip erkinlerden oluşan çok erkinli bir sistemin bilinmeyen bir ortamda aramagörevinde kullanılmıştır. Erkinler eşzamansız olarak bilgi paylaşımı ve konum güncellemeleri gerçekleştirmekte ve haberleşen erkinlerin komşulukyapısı dinamik olarak zamanla değişmektedir. Gerçekçi benzetim yazılımı ile benzetimler ve gerçek robotlar ile uygulamalar geliştirilen yönteminverimliliğinin göstermek için gerçekleştirilmiştir.
Gezgin robot sistemlerinde konumlandırma ve haritalama
Bu tez çalışmasında gezgin robot sistemleri için konumlandırma iyileştirmesi ve haritalama uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan ilk çalışmada IMU (ataletsel ölçüm birimi) özellikleri incelenerek kör konumlandırma sistemlerine sahip gezgin yer robotları üzerindeki etkileri tespit edilmiş ve başarılı bir şekilde kör konumlandırma sistemlerinde iyileştirici etken olarak uygulanmıştır. Daha sonra bu sistem üzerinde parçacık filtresi uygulanarak sistem üzerindeki etkileri incelenmiş fakat parçacık filtresinin çalışılan sistem düzeneği için uygun olmadığı çeşitli uygulamalar ile gözlemlenmiştir. Kör konumlandırma sistemi üzerinde yapılan iyileştirme çalışmalarından sonra bu iyileşmenin tek robotlu haritalama sistemlerine olan etkisi incelenmiş ve konumlandırma iyileştiğinden dolayı oluşturulan haritanın gerçek alan ile daha tutarlı hale geldiği çeşitli karşılaştırmalar ile ortaya konulmuştur. Ayrıca lazer algılayıcılarının ve kör konumlandırma sistemlerinin kullanıldığı haritalamada kör konumlandırma sistemlerinde zamanla artan bir hızla büyüyen hataların, oluşan harita üzerindeki etkileri uygulamalı olarak ortaya konulmuştur ve gerçek alan ile oluşturulan haritanın daha tutarlı bir hale getirilmesi için nasıl bir yöntem izlenmesi gerektiği konusunda önerilerde bulunulmuştur. Devam eden çalışmalarda ise kör konumlandırma sistemleri kullanılarak çeşitli yaklaşımlar ile yardımlaşmalı çok robotlu haritalama sistemleri üzerinde çalışmalar yapılmış ve çok robotlu haritalama sistemlerinin daha hızlı ve sistemde oluşan bozucu etkenlere karşı daha gürbüz olduğu uygulamalar ile ortaya konulmuştur.
Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracıyla video tabanlı üst düzey işlevlerin tasarlanması
Video işleme çalışmaları arasında havadan gözetleme ile uygulama geliştirmek araştırmacılar için ilgi çekici bir problemdir. Gözetleme uygulamalarında önemli çalışmalardan biri görüntüdeki nesnenin ayrıştırılması ve tanınması diğeri ise görüntüdeki nesnenin takip edilmesidir. Her iki konuda da literatürde çeşitli çözümler önerilmiştir. Sağladığı yararlı bilgiler sebebiyle görüntü işleme çalışmalarında dalgacık dönüşümü yöntemine bu problemlerin çözümünde sıkça başvurulmaktadır. Bu çalışmada dalgacık dönüşümünden yararlanılarak birbirine ilişkilendirilebilir iki ayrı uygulama yapılmıştır. İki uygulamada da farklı ölçek ve oryantasyonlarda analiz imkânı sağlayan Gabor dalgacıklarına başvurulmuştur. İlk çalışmada görüntüdeki nesneyi arka plandan Gabor dalgacıkları ile ayırarak elde edilen örüntünün istenen nesne sınıfına ait olup olmadığı belirlenmiştir. En yakın komşu, en yakın k-komşu, Bayes ve yapay sinir ağı sınıflandırma yöntemleri kullanılarak örüntülerin istatistiksel özellikleri üzerinden başarım analizi yapılmıştır. Bayes sınıflandırma yöntemi eldeki özellik vektörlerine en iyi cevabı vermiştir. Yapay sinir ağı sınıflandırma yöntemi de kabul edilebilir bir başarıma sahiptir. Diğer çalışmada ise hareketli kamera ile havadan alınan görüntüdeki önceden belirlenmiş nesnenin takibi gerçeklenmiştir. Gradient tabanlı Gabor dalgacık gösterimine ait görüntü üzerinden ele alınan şablonlardan ikili pencere seçilerek bulunan değiştirilmiş-Zernike özellikleri yardımıyla şablon eşleme yöntemi gerçeklenmiştir. Ayrıca şablon eşleme aşamasında beklenen arama noktası çevresinde şablonlar arasında ağırlıklandırılmış uzaklık ölçütü kullanılarak başarımı daha yüksek bir yapı oluşturulmaya çalışılmıştır. Geliştirilen algoritma gözlemci hareketi varken, nesne hareket halindeyken veya hareketsizken, gürültülü video görüntüsünde ve yüksek ışık değişimi mevcutken takip işlemini başarıyla gerçekleştirmiştir.
Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının tasarımı, modellenmesi ve kontrolü
Bu tez çalışması dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının modellenmesini,tasarımını ve kontrolünü ele almaktadır. Dönerkanat dinamik modeli Newton-Euleryöntemi yardımıyla türetilmiş ve model katsayıları gerçek zamanlı sistem temelalınarak hesaplanmıştır. İnsansız hava aracı uygulamalarında önemli bir yere sahipolan eyleyici itki dinamikleri sınırlı güç koşulları altında ayrıntılı şekildeincelenmiştir. İtki modelleme işlemi fırçasız doğru akım motoru (FDAM) tarafındantüketilen güç nedeniyle meydana gelen batarya gerilim düşümünü ve modülasyonubertaraf etmek, eyleyici ayırıcı özelliklerini dönerkanat dinamik sistemine yansıtmayıamaçlamaktadır. Geçici ve sürekli rejimde eyleyicilerin gösterdiği davranış,parametreleri Levenberg-Marquardt en iyileme yöntemi tarafından ayarlanan yapaysinir ağı (YSA) yardımıyla ifade edilmektedir. Dönerkanat üzerinde kontroluygulamaları benzetim ve gerçek zamanlı olmak üzere iki farklı şekildegerçekleştirilmektedir. Benzetim çalışmaları esnasında kontrol yöntemleriyle berabertüretilen dönerkanat dinamik modelinin ve YSA tabanlı eyleyici modelinindoğruluğu da gerçek zamanlı uygulamalar öncesi sınanmıştır. Sırasıyla oransalintegral ve türevsel (PID) kontrol yöntemi, kayan kipli denetim (KKD) yöntemi,geriadımlamalı kontrol yöntemi ve geribesleme ile doğrusallaştırmayla kontrolyöntemleri irdelenmiş; gezinge takip performansı, kontrol sinyallerininuygulanabilirliği ve geçici tepkilerinin uygunluğu açısından karşılaştırmalıdeğerlendirilmeleri yapılmıştır. Gerçek zamanlı uygulamalarda ise benzetimçalışmaları uygulanan PID ve KKD yöntemleri seçilmiş ve aracın kararlılığınıkoruyarak istenilen yörüngede kalması sağlanmaya çalışılmıştır. Gerçek zamanlıuygulamalarda ayrıca karşılaşılan donanımsal sorunların üstesinden nasıl gelindiğianlatılmıştır.
Kablosuz algılayıcı ağlarda bağlantı sayısının sınırlandırılmasının ağ ömrü üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Kablosuz algılayıcı ağlar, en az bir baz istasyonundan ve algılayıcıları vasıtasıylaortamdan ürettikleri veriyi baz istasyonuna iletmekle görevli çok sayıda düğümdenolusan ağlardır. Enerji gereksinimlerini bataryalarından karsılayan bu düğümler,genellikle sarj etmenin mümkün olmadığı ve uzun süre hizmet vermesi beklenenortamlarda çalısmaktadırlar. Dolayısıyla enerji verimliliği, uzun ağ ömrü sağladığı içinçok büyük önem arz etmektedir. Kablosuz algılayıcı ağlarda ağ ömrünün eniyilenmesi,düğümlerin enerjilerini dengeli bir tarzda tüketmesi ile mümkün olmaktadır. Dengelienerji tüketimi de düğümlerin verilerini baska düğümler üzerinden, onları röle olarakkullanarak, baz istasyonuna ulastırmalarını gerektirmektedir. Bunun sonucu olarak bazıdüğümler çok fazla sayıda düğümden veri almakta ve bazıları da çok fazla sayıdadüğüme veri göndermektedirler. Bu durum, pratik uygulamalarda ağ karmasıklığınasebep olması ve büyük rotalama tabloları gerektirmesi nedeniyle istenilmemektedir. Buçalısmada, öncelikle bir doğrusal programlama altyapısı kullanılarak, ağ ömrününoptimal değerinde, düğümlerin verilerini dağıtma karakteristiği incelenmistir. Dahasonra ise bir tamsayı-doğrusal programlama modeli kullanılarak, ulasılabilecek en uzunağ ömrünün, düğümlerin olusturdukları giris ve çıkıs bağlantı sayısınınsınırlandırılmasıyla nasıl etkilendiği irdelenmistir.
Çoklu ışınlı uydularda kaynak aktarımı
Bu tez çalışmasında çoklu ışınlı uydularda kaynak aktarımı üzerinde durulmuştur. Çoklu ışınlı uydular belli bir güç ve bant genişliği kullanarak yeryüzüne dar ışınlardan oluşan bir ışın demeti iletirler. Klasik uydulara nazaran yeryüzünde çok daha dar bölgelere odaklanarak sinyal-gürültü oranını arttırır ve veri iletişiminde birçok fayda sağlarlar. Yer istasyonlarındaki donatımların daha düşük maliyetli olmasında faydalı olurlar. Çoklu ışınlı uydular tarafından iletilen ışın demetlerinin aydınlattığı yüzeylere hücre denilmektedir. Odaklanma sayesinde aynı frekanslar hücrelerde tekrar tekrar kullanılarak sistem kapasitesi artar. Bu tarz uydularda kaynak aktarımının amacı kullanıcılara değişen trafik durumlarına göre en iyileme yapmak ve kullanıcılar arasında adilliğin muhafaza edilmesini sağlamaktır. Bu tez çalışmasında çoklu ışınlı uydularda literatürdeki kaynak tahsis çalışmalarından, güç aktarımı için gerekli kısıtlardan, Lagrange çarpanlarına dayalı en iyi güç aktarımından bahsedilmiştir. Bunun yanında en iyiye yakın açgözlü algoritmalar geliştirilmiştir. Açgözlü algoritmalar ile Lagrange yönteminin başarımları kıyaslanmıştır. Uygulamalar, Ka bandında yapılmıştır. Ayrıca Ka bandında çalışan çoklu ışınlı uydularda görülen kanal bozulmalarının nedenleri belirtilmiştir. Çoklu ışınlı ve faz dizilimli antenler ile çalışan uyduların özellikleri açıklanmıştır. Ka bandında çalışan çoklu ışınlı uydularda görülen kanal bozulmalarına neden olan yağmur ve parlama sönümlemeleri uygulamalarda gerçekleştirilmiştir. Çoklu ışınlı ve faz dizilimli antenlere sahip uydularda ışınlar arası girişim olan durum için de kaynak tahsisi algoritmaları geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma ile literatürdeki yöntemin başarımları kıyaslanmıştır ve başarımın arttığı görülmüştür.
Dalgacık dönüşümü ile akış kontrolü problemlerinin bölgesel modellenmesi ve kontrolü
Bu tez çalışmasında dalgacık dönüşümü ile değişik akmazlık koşulları altında geribeslemeli akış kontrolü problemleri için bölgesel dinamik modeller elde edilmesikonusu anlatılmıştır. Öncelikle akışın anlık görüntüleri bu akışı tanımlayanNavier-Stokes denklemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği benzetimlerinden eldeedilmiştir. Daha sonra Dalgacık dönüşümü, eşikleme ve geri çatılama ile görüntülerdenoluşturulan katsayılardan sadece yaklaşıklama katsayılarıyla anlık görüntülerin kabuledilebilir derecede iyi oranda temsil edildiği gözlemlenmiştir. Bunun ardındanyaklaşıklama katsayılarının zamana bağlı değişimlerini temsil eden düşük boyutludinamik sistem modeli, alt uzay tanılama yöntemleri ile oluşturulmuştur. Bütünbu yöntem ve uygulamalar karesel alan üzerinde girişin sınır koşullarından sistemietkilediği bir akış örneği üzerinde geliştirilmiş ve istenen derecede başarılı sonuçlarverdiği görülmüştür. Dinamik modele uygun bir denetleyici tasarımı yapılmış ve ilgiliakış alanındaki bir noktanın hızını denetim altına aldığı gözlenmiştir.
Resim şifre teknikleri: Deneysel karşılaştırma ve saha çalışması
Bilgi güvenliğinde kimlik doğrulamak amacıyla en yaygın kullanılan teknikhatırlamaya dayalı sifre (parola) teknikleridir. Kullanıcılar sifrelerinin kolayhatırlanabilir olmasını isterler fakat bu tercih baskaları tarafından kolay tahminedilebilir sifrelerin seçilmesine sebep olmaktadır. Söz konusu bukullanıslılık/güvenlik açmazının çözümü için önerilmis yöntemlerden birisiinsanların resim hafızasının daha güçlü olmasından hareketle ortaya atılmıs resimsifreteknikleridir.Bu tez çalısmasında literatürdeki tanıma tabanlı resim sifre tekniklerinin kullanıslılıkve güvenliğini karsılastırma amacıyla yürütmüs olduğumuz deneysel çalısmanınsonuçları tartısılacaktır. Ayrıca resim-sifre teknikleri ile tasarlanmıs bir sifre yöneticiprogramının kullanımı ile ilgili bir saha çalısması yürütülmüstür. Çalısmamızda busaha çalısmasının sonuçları da paylasılacaktır.Anahtar Kelimeler: Resim Sifre, Kimlik Doğrulama, Kullanılabilirlik, SahaÇalısması
Biyolojik tabanlı eniyileme yöntemleri kullanılarak çoklu robotlar ile bilinmeyen bir ortamın gerçek zamanlı kimyasal gaz yoğunluğu haritalanması
Bu tez çalışmasında bilinmeyen bir ortamda kimyasal gaz yoğunluğunun yüksek olduğu bölgenin tespiti ve bu kimyasal ortamın gerçek zamanlı üç boyutlu haritalanması gezgin robotlar kullanarak biyolojik tabanlı eniyileme yöntemleri yardımı ile gerçeklenmiştir. Kimyasal ortamın en yoğun olduğu bölgesini arama ve ortamı haritalama işlemleri için kheNose donanımı ile donatılmış Khepera~III gezgin robotlarkullanılmıştır. Arama işlemi Eşzamansız Parçacık Sürü Eniyileme, Bakteri Beslenmesi Tabanlı Enyineleme ve Karınca Kolonisi Beslenmesi Tabanlı Eniyileme yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üstelik uygulanan yöntemlerin tutarlığın denetlemek amacı ile Süpürmeyöntemi kullanılmıştır. Arama ve haritalama sırasında robotlar pozisyon bilgilerini ve algılayıcı verilerini kablosuz ağ üzerinden diğer robotlar ile paylaşmakta ve aynı zamanda kumanda merkezine aktarmaktadırlar. Kumanda merkezine gelen veriler birleştirilmiş, süzülmüş ve ortamın kimyasal gaz yoğunluğunun gerçek zamanlı 3 boyutlu haritalanması çıkarılmıştır. Ayrıca \emph{Kriging} ve süzgeçleme yöntemi kullanarak elde edilen verilere aradeğerleme, dışdeğerleme ve pürüzsüzleştirme yapılarak daha pürüzsüz harita elde edilmiştir. Uygulanan yöntemlerin verimliliği elden edilen kimyasal harita kalitesi ve kimyasal kaynağın başarılı biçimde bulabilme özellikleri bakımından karşılaştırlmıştır.
Yapay potansiyel fonksiyonlar ve panel metodu kullanarak robot dizilim kontrolü ve seyrüseferi
Bu tez çalışmasında, potansiyel akış hesaplamaları robot sürülerine çarpışmasız seyrüsefer algoritması geliştirmek için kullanılmıştır. Akışkanlar mekaniğinde iyi bilinen, sıkıştırılmayan viskoz olmayan potansiyel akış genel denklemlerini akışın yüzeyine paralel olma koşulunu sağlayarak çözen panel metodu kullanılarak, sürü erkinleri için hedefe giden güvenli yollar bulunmaktadır. Ayrıca, yapay potansiyel fonksiyonları robot sürüsünün önceden belirlenmiş bir geometrik şekli koruması için kullanılmaktadır. İki tür algoritma geliştirilmiştir, çevrimdışı ve çevrimiçi algoritmalar. Çevrimdışı algoritmada, ortamın haritasının önceden bilindiği kabul ederek geliştirilmiştir ve deneyler karmaşık engeller içeren ortamda e-puck küçük robotlar kullanılarak yapılmıştır. Çevrimiçi algoritmada ortamda bulunan engelleri algılamak için lazer algılayıcı ile donatılmış üç adet kheperaIII gezgin robot kullanılmıştır. Daha sonra, karmaşık şekilli rijit cisimler etrafındaki potansiyel akış tabanlı çizgilerini hesaplamak için gerçek zamanlı panel metodu kullanılarak, robotları hedef noktasına götüren güvenli yolları bulmuştur. Robot sürüsünün önceden belirlenmiş bir geometrik şekli koruması için yapay potansiyel fonksiyonlar kullanılmıştır. Potansiyel akış algoritmalar hedefe doğru düzgün yollar ile seyrüseferi sağlar. Çevrimdışı algoritma ortamda olan değişiklikleri algılayabildiği için gerçek zamanda değişen ortamlarda da kullanılabilir. Son olarak, algoritmadaki hataları azaltmak için bağıl konumlandırmaya dayalı bir yöntem kullanılmıştır.
Çok erkinli bir sistem sınıfında uyarlanır iç model tabanlı çıktı denetimi yöntemi ile hareket ve dizilim denetimi
Bu tez çalışmasında genel doğrusal olmayan dinamiklere sahip erkinlerden oluşan çok erkinli bir sistem sınıfında dizilim oluşturma ve dizilimi koruyarak gezinge takibi problemleri ele alınmıştır. Ele alınan problem çıktı denetim problemi olarak formüle edilmiştir. Sistem dinamiklerinde ve referans gezingeyi oluşturan sanal lider dinamiklerinde bilinmeyen parametreler olduğu varsayımı altında problemin çözümü için uyarlanır iç model tabanlı bir denetim tekniği kullanılmıştır. Ele alınan ilk durum belirli bir dizilimi oluşturma ve bu dizilimde periyodik gezingelerin takibi problemidir. Daha sonra genişleme/daralma, dönme ve yeni bir dizilim oluşturma gibi değişik dizilim görevlerini gerçekleştirerek periyodik gezingelerin takibi sağlanmıştır. Bir sonraki çalışmada periyodik gezingeleri oluşturan sistemler arasında anahtarlama yapılarak daha karmaşık gezingelerin takibi sağlanmıştır. Son olarak erkinler arasında değişik komşuluk yapıları kullanılarak dağıtık uzlaşma problemi ele alınmıştır. Komşulukların belirlenmesi için çember, bütünsel, en yakın komşular ve rastgele belirleme yaklaşımları kullanılmıştır. Kullanılan yaklaşımın ele alınan problemlerin çözümü üzerindeki etkinliği sayısal benzetimler ile sınanmıştır.
Tek bakış açısı derinlik kestirimi yöntemi ile robot denetimi
Bu tez çalışmasında tek bakış açısı ile derinlik kestirimi yöntemi ile sürü robotlarda dizilim denetimi ve geri besleme doğrusallaştırılması yöntemi ile hareketli robotlar için bir hedefin etrafında çember takibi üzerinde çalışılmıştır. Nesneleri üç boyutlu algılayabilmek için stereo görüş gereklidir. Diğer bir deyişle, üç boyutlu algılama için insanlar için bir çift göze ve robotlar için de bir çift kameraya ihtiyaç vardır. Mesafe ölçümü içinse bir özelliği, bu çalışmada yüksekliği, bilinen bir nesnenin geliştirilen tek bakış açısı derinlik kestirimi yöntemi ile bu ölçümün nasıl yapılabileceği anlatılmıştır. Deneylerde Khepera 3 mini robotlar kullanılmış ve öncelikle robotlar üzerinde mevcut olmadığı için uygun kamera, servo motorlar ve diğer parçaların entegrasyonu yapılmıştır ve kamera için uygun sürücü derlenmiştir. Görüntü işleme için OpenCV kullanılmıştır. Gerekli OpenCV kütüphaneleri çapraz derlenip bir flash bellek yardımı ile robot üzerinde kullanılabilmesi sağlanmıştır. Üç ve dört robot ile yapılan çalışmalarda tasarlanan denetleyiciler ile basit bir kamera kullanarak dizilim denetimi uygulaması yapılmış ve robotların başarılı biçimde dizilimin bozulmadan hedeflere ulaştıkları gözlenmiştir. Tek bir robot üzerinde yapılan çalışmada ise geri besleme ile doğrusallaştırma yöntemi kullanarak robotun önceden yarıçapı belirlenen bir çember üzerine bir hedef etrafında dönmesi sağlanmıştır. Bu çalışma daha sonra sürü robotlarda kullanılmak üzeretasarlanan ve erkinlerin bir birini hedef olarak gördükleri uygulamalar için bir ön çalışma niteliği taşımaktadır.
Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının görüntü tabanlı kontrolü
İnsansız hava araçlarından alınan görüntülerde video tabanlı uygulama geliştirme araştırmacılar tarafından yaygın bir şekilde tercih edilmektedir ve havadan alınan görüntüler kullanılarak gözetleme ve yöngüdüm üzerine yapılan çalışmalarda karşılaşılan problemler bu konuları ilgi odağı haline getirmiştir. İnsansız hava araçlarına duyulan ihtiyacın giderek artmasından ötürü bu tez çalışmasında dinamik modeli kullanılan dönerkanat tipindeki bir insansız hava aracının Google Earth® üç boyutlu sanal ortamında engellere çarpmadan belirlenen başlangıç noktalarından hedef noktalarına otonom olarak ulaşabilmesi amacıyla uygulamalar yapılmıştır. Dönerkanat yöngüdümünün gerçeklenmesi öncesinde havadan yeri gözetleyen kameradan alınan görüntüdeki nesnelerin sınıflandırılması yapılmaya çalışılmıştır. Basit arka plan farkı ve yerel eşik değeri yöntemleri kullanılarak arka plandan ayrıştırılan nesnelerin istatistiksel özellikleri çıkartılmış ve yapay sinir ağları ile iki farklı destek vektör makinesi kullanılarak örüntülerin araç olup olmadığı belirlenmiştir. Yapılan karşılaştırmalı testler sonucunda destek vektör makinelerinin yapay sinir ağlarına nazaran daha güvenilir sonuçlar ortaya koyduğu görülmüştür. Yapılan ikinci çalışmada dinamik modeli bilinen dönerkanat tipindeki İHA Google Earth® üç boyutlu sanal ortamında sınırlı bir arama alanı içerisinde uçurulmuş ve ölçekten bağımsız özellik dönüşümü tekniği kullanılarak hedefin konumu bulunmaya çalışılmıştır. Hedef alanının tespit edilmesinin ardından hedef bir süre gözetlendikten sonra ilgili alana dönerkanatın inişi yapılmıştır. Son çalışmada ise Google Earth® 3D sanal ortamında binaların arasında dönerkanatın başlangıç noktasından farklı hedef noktalarına herhangi bir ön bilgi olmadan ulaşması amaçlanmıştır. Optik akış yöntemi kullanılarak yapılan çalışmada dönerkanatın engellerden uzak olarak uçuşu sağlanmış ve hedef noktasına ulaşabilmek için gerekli dönüşler görüntü bilgisinden faydalanarak belirlenmiştir. Sonuçlar sistemin yüksek başarımını ortaya koymuştur.
İki eksenli bir helikopterin kontrolü
Helikopterler kısıtlı alanlarda zemin tipi ayırmaksızın hızla dikey kalkış ve iniş yapabilmeleri dolayısıyla taşımacılık ve acil müdahale durumlarında sıkça kullanılan hava taşıtlarıdır. Helikopter kontrolünde başarım, rota açısının ve yunuslama açısının denetimi ile doğrudan ilişkilidir. Yunuslama açısındaki bir değişiklik, helikopterin rota açısında istenmeyen bir sapmaya neden olmakta, yine aynı şekilde rota açısında yapılan bir değişiklik helikopterin yunuslama açısını etkilemektedir. İki eksenli (2E) helikopterler sahip oldukları helikopter benzeri yüksek doğrusalsızlıklar ve eksenler arası bağlaşım sebebiyle kontrol laboratuarlarında sıkça kullanılan test platformlarıdır. Bilgisayar destekli yapıları, tasarlanan kontrol yaklaşımlarının hızla test edilmesine olanak veren bir uygulama ortamı sunar. Bu sayede helikopter kontrolünde karşımıza çıkan zorlayıcı dinamikler daha sadeleştirilmiş bir sistem üzerinde güven altında irdelenip, bu dinamiklerin üstesinden gelebilecek uygun kontrol sistemleri tasarlanabilir. 2E helikopterlerin kontrolü, sahip oldukları iki adet elektrik motorunun hız ayarı ile mümkündür. Bu tezde, kullanılan 2E helikopterin bir tanıtımı Lagrange modellemesiyle birlikte sunulmakta ve ardından birkaç kontrol tekniğinin deneysel uygulamaları, detaylı tasarım adımlarını da içerecek şekilde bu test düzeneği kullanılarak takdim edilmiştir. Sisteme uygulanan kontrol yaklaşımlarından ilki dilsel yapısıyla bilinen bulanık kontroldür. İkici kontrol yaklaşımı ise Lyapunov kararlılık kıstasının iyi bir uygulayıcısı; geriadımlama tekniğidir. İncelenen üçüncü yaklaşım gürbüzlüğü ile bilinen kayan kipli kontroldür. Dördüncü yöntem, sistemin pasiflik özelliğini temel alan bir kontrol tekniğidir. İçerikte yer verilen son kontrol tekniği kayan kipli kontrol kuralının sistemin pasifliğinin sağlanması şartı altında tanımlandığı, pasiflik tabanlı kayan kipli kontrol olarak adlandırılan kontrol tekniğidir.
Eeg sinyallerinin epilepsi durumunun model-tabanlı spektral analiz teknikleri ile belirlenmesi
Elektroensefalografi (EEG), beynin elektriksel aktivitesini yansıtan önemli bir sinyaldir. Birçok beyin hastalığının teşhisinde yararlı bilgiler sağlamaktadır ve teşhisinde önemli olduğu hastalıklardan biri de epilepsi hastalığıdır. Bu tez çalışmasında, sinyallerin spektral analizinde geniş yer alan model tabanlı sinyal işleme yöntemlerinden özbağlaşımlı yöntem?AR kullanılmıştır. AR yöntemi özellikle dar bantlı olan sinyalleri daha iyi karakterize edebilmesi ve keskin tepelere sahip spektrumları daha iyi tahmin edebilmesi, aynı zamanda doğrusal işlemler içerdiği için kolay hesaplanabilen kestirim yöntemlerine sahip olması sebebiyle sıkça tercih edilen bir yöntemdir. Epilepsi hastası ve hastalıklı olmayan (kontrol) bireylerden alınan EEG sinyalleri AR yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Epilepsi hastası olan ve hastalıklı olmayan (kontrol) bireylere ait EEG kayıtlarının güç yoğunluk spektrumlarının kestirimleri Yule-Walker ve Burg yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Epileptik ve Epileptik olmayan EEG verilerinin ayrımının yapılabilmesi için öznitelik çıkarmak oldukça önemlidir. Bu amaçla Epileptik ve Epileptik olmayan EEG sinyallerinin öznitelikleri güç yoğunluk spektrumlarından çıkarılmıştır ve öznitelik çıkarılması açısından Yule-Walker ve Burg yöntemlerinin başarısı incelenmiştir. Model tabanlı yöntemlerde güç yoğunluk spektrumunun doğru tahmin edilebilmesi, model derecesinin uygun bir biçimde seçilmesiyle mümkündür. Bu sebeple, kullanılan AR yönteminin model derecesini belirlemek üzere AIC (Akaike's Information Criterion), MDL (Minimum Description Length ), FPE (Akaike's Final Prediction Error), CAT (Parzen's Criterion of Autoregressive Transfer function), BIC (Bayesian Information Criterion) ve KIC (Kullback Information Criterion) yöntemleri kullanılmıştır. Model derecesi belirlemede kullanılan yöntemlerin, Yule-Walker ve Burg yöntemleri için başarısı incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre model derecesi belirleme ve öznitelik çıkarma başarısının kullanılan EEG verisine bağımlı olarak değiştiği gözlenmiştir. Her EEG veri seti için her bir yöntemin başarısı yorumlanmıştır.
İnsansız hava araçlarında farklı kontrol tekniklerinin performans karşılaştırması
Günümüz gelişen teknolojisi ile otonom insansız hava araçları savunma sanayi başta olmak üzere birçok alanda yüksek bir ivme ile artan popülerliğe sahiptir. İnsansız hava araçları pazarında en büyük pay şüphesiz savunma sanayi çalışmalarınındır. Bu tez çalışmasında insansız hava araçlarında farklı kontrol tekniklerinin performans karşılaştırması ele alınmaktadır. Doğrusal olmayan ve birbiri ile etkileşimli birçok durumu ihtiva eden dönerkanat tipinde bir insansız hava aracı üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Aracın Newton-Euler metodu ile elde edilen dinamik modeli kullanılmış ve model katsayıları gerçeklenebilir şekilde tutularak elde edilmiştir. İlk olarak dönerkanat sistemine benzer bir sistem olan döner ters sarkaç sistemi ele alınmıştır. Döner ters sarkaç üzerinde doğrusal ve doğrusal olmayan bazı kontrol yöntemleri çalışılmış ve geliştirilen bu algoritmalar dönerkanat kontrolü için bir temel oluşturmuştur. Dönerkanat sistemi için ise sırasıyla kayan kipli kontrol (KKK) yöntemi, oransal integral ve türevsel (PID) kontrol yöntemi, geriadımlamalı kontrol yöntemi, pekiştirmeli öğrenmeli kontrol, geribeslemeli doğrusallaştırmalı kontrol ve ters dinamik kontrol yöntemleri irdelenmiştir. Gezinge takip performansı, kontrol sinyallerinin uygulanabilirliği ve geçici tepkileri incelenmiş ve ortalama karesel hatalar ile birlikte uygulanan metotlar arasında karşılaştırmalı değerlendirme yapılmıştır. Bahsi geçen kontrol yöntemleri bilgisayar benzetimi kullanılarak test edilmiş ve ana amaçlar doğrultusunda kıyaslanmıştır
Eeg sinyallerinin analizinde performansı yüksek olan dalgacık tipinin belirlenmesi
Beynin sinirsel faaliyeti sonucu elde edilen biyoelektrik işaretlere Elektroensefalogram (EEG) adı verilir. EEG sinyali, epilepsi gibi çeşitli sinir hastalıklarının teşhisi ve araştırılmasında önemli rol oynayan, beyinsel aktiviteler hakkında önemli bilgi sağlayan non invasif (yüzeyden) bir yöntemdir. EEG sinyalleri, alfa, beta, teta, delta ve gama olmak üzere 5 adet frekans bandı içeren belli bir dalga şekline sahip olmayan sinyallerdir. Spektral analiz yöntemleri ile EEG sinyallerinden bilgi çıkarılması teşhise yardımcı olmaktadır. Epileptik nöbet beyindeki hücrelerin kontrol edilemeyen, ani, aşırı ve anormal deşarjlarına bağlı olarak ortaya çıkan bir durumdur. Epilepsi nöbetleri beklenmeyen elektriksel uyarı olarak da düşünülebilir. Bu çalışmada, sağlıklı insanlara ve epilepsi hastalarına ait EEG sinyallerinin spektral analizi, EEG gibi durağan olmayan sinyallerin analizinde oldukça başarılı olması sebebiyle ayrık dalgacık yöntemi (ADD) ile yapılmıştır. Üzerinde çalışılan EEG sinyallerinin dalgacık ayrışımında ayrışım seviyesi 6 olarak alınmıştır. Ayrıntılı ve yaklaşık dalgacık katsayıları, 6 ayrıntılı ve 1 yaklaşık alt band üzerinden hesaplanmıştır. Dalgacık katsayıları EEG sinyallerini tanımlayan öznitelikleri vermektedir. EEG sinyallerinin ayrık dalgacık dönüşümü ile analizinde Daubechies, Coiflet, Symmlet, ayrık Meyer gibi farklı dalgacık tipleri kullanılmıştır. Bu analizlerde epileptik EEG sinyallerinin tespitinde herbir dalgacığın başarı oranı değişim göstermektedir. Çalışmanın sonucunda yapılan analizler ile elde edilen bulgulara göre en iyi performansı gösteren dalgacık tipi ve derecesi belirlenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak sağlıklı ve epileptik EEG kayıtları arasındaki ayrımı en iyi gösteren dalgacık tipi Daubechies ve derecesi 44 olarak bulunmuştur. Dalgacık katsayılarını belirlemek ve bu katsayıların çeşitli istatiksel hesaplamalarını yapmak için Matlab yazılımı kullanılmıştır.
Kablosuz ağlarda en az kesinti ihtimalli işbirlikli yol atama
Çok sekmeli kablosuz ağlarda ?kablosuz yayın avantajı?, hem kablosuz ortamda bulunan sinyallerin verimli kullanılmasını hem de uzaysal çeşitlemeye imkân vererek uçtan-uca kesinti ihtimalinin azalmasını sağlar. Bu çalışmada kablosuz ağlarda işbirlikli teke iletim ve yayın algoritmaları önerilmiştir. Önerilen algoritmalarda, ağda uçtan-uca kesinti ihtimalini en aza indirmek amaçlanmış ve başarım ölçütü olarak kesinti ihtimali kullanılmıştır. Düğümlerin sabit iletim güçleri olduğu kabul edilmiştir. Problem sönümlemeli kablosuz ağda genel kesinti ihtimalini en aza indiren iletim yapan düğümler kümesini ve sırasını bulmaktır. Her düğüm kendisinden önce iletim yapmış düğümlerin sinyallerini kullanabilmektedir. Böylece daha iyi SNR elde edilmektedir. Teke iletim ve yayın stratejileri için en iyi çözüm dal ve sınır Yöntemi kullanılarak bulunmuştur. Ayrıca en iyi altı algoritmalar üzerinde de çalışılmıştır. Yapılan benzetimler ve sayısal değerlendirmeler sonucunda önerilen algoritmalardan bazılarının neredeyse en iyi algoritma olan dal ve sınır yöntemi ile yol atama algoritmasına çok yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.
Fotonik kristallerde ışığın yavaşlatılması
Işığın yavaşlatılması yirmi yıldan fazla bir zamandır yoğun bir araştırma konusudur. Işığın yavaşlatılmasının optik tamponlar, geciktirme kabloları ve doğrusal olmayan dalga boyu çevirici elemanların çalışmasında etkin rol oynayabileceği gerçeğini gören araştırmacılar ışığın yavaşlatılması için verimli yollar aramaktadırlar. Işığı yavaşlatma denemeleri iki kategoride değerlendirilebilir. Birinci kategoriye giren denemelerin temelinde sıradışı malzemelerin ve katı hal yapıların özellikleri kullanılarak ışığı yavaşlatmak yatmaktadır. İkinci kategoriye giren denemeler ise doğrusal malzemelerin yapısal dispersiyonunun kullanılması yönündedir. Bu yapısal dispersiyon fotonik kristallerin kullanılmasıyla elde edilmektedir. Fotonik kristaller yasaklı bant aralığı özelliği gösteren özgün yapılardır. Fotonik kristallerin içerisine hatalar (yapısal bozulmalar) konularak ışığın bu alanlarda lokalizasyonu sağlanabilir, böylece dalga kılavuzları ve kaviteler elde edilebilir. Bu yapıların üzerinde özel tasarımlar yaparak yavaş ışık dalga kılavuzları, yüksek kalite faktörlü kaviteler ve benzeri yapılar elde edilebilir. Tezin kapsamı şöyle açıklanabilir: Tezin ilk amacı yapısal değişikliklerle ışığı fotonik kristal dalga kılavuzlarında yavaşlatmaktır. Tezin ikinci amacı ise yavaş ışığı geniş bir bant aralığında yavaşlatmaktır. Tezin son amacı ise hızlı ışıktan yavaş ışığa, yavaş ışıktan hızlı ışığa geçişin kayıpsız gerçekleşmesini sağlayacak arayüzlerin tasarlanmasıdır. Yavaş ışığı hedefleyen yeni fotonik kristal dalga kılavuzlarının tasarımı sayesinde elektrik-ışık sinyal dönüşümlerinden kaçınılması mümkün olmakta ve böylelikle bilgi işleme sistemlerinin verimliliğinin artması beklenmektedir.
Basamak Frekanslı Yere İşleyen Radar (GPR) için seyreklik tabanlı hızlı yer altı görüntüleme yöntemindeki problemlere çözümler
Basamak Frekanslı Yere İşleyen Radarlar (SF-GPR) ile az sayıda rastgele frekans ölçümü gerektiren Sıkıştırılmış Algılama (CS) tabanlı görüntüleme yöntemi kullanılarak hedef uzayının görüntüsü oluşturulabilmektedir. Bu yöntem veri toplama zamanını fazlasıyla düşürmesine rağmen görüntülemede çok süre harcamaktadır. CS tabanlı görüntüleme yöntemine alternatif olarak daha hızlı bir yöntem olan Dik Eşleme Takibi (OMP) yöntemi önerilmiştir. OMP ile çok daha hızlı bir şekilde benzer görüntüler elde edilebilmiştir. Ayrıca, seyreklik tabanlı yeraltı görüntüleme yöntemleri yeryüzü yansımalarını toplanan GPR verisinden çıkartmamaktadır. Frekans düzleminde az ve rastgele ölçüm alındığı için yeryüzünden yansıyan sinyallerintoplanan GPR verisinden çıkartılması için kullanılan standart yöntemler direkt uygulanamamaktadır. Az ve rastgele ölçüm alındığı zaman yeryüzünden yansıyansinyalleri frekans alanında GPR verisinden çıkartabilen biryöntem geliştirilmiş ve bazı bilinen yöntemlerle performansıkarşılaştırılmıştır. Son olarak dalganın yeraltındaki gerçek hızı ile varsayılan yayılım hızı arasındaki uyumsuzluğun ve hedef pozisyonlarının ızgara noktalarında olmamasının CS tabanlı görüntüleme yönteminin performansına etkileri analiz edilmiş ve bazı olası çözümler önerilmiştir. Geliştirilen OMP tabanlı yöntemle hedef pozisyonlarının doğru şekilde bulunabildiği gösterilmiştir.
Özgün fotonik dalga kılavuzlarının ışığın hızını yavaşlatmak gayesiyle tasarımı ve bu tasarımların biyosensör alanına uyarlanması
Son yılların popüler konuları arasında yer alan fotonik kristallerle ilgili dünya genelinde birçok araştırmacı tarafından araştırmalar yapılmaktadır. Işığın hızı, yönü, fazı gibi özelliklerinin değiştirilebildiği fotonik kristaller bu özellikleri sayesinde haberleşme, tıp alanı, elektronik devreler gibi bir çok alanda kullanılmaya uygundurlar. Günümüzdeki elektronik elemanlardan ısınma probleminin olmaması, çok daha hızlı veri iletişiminin gerçekleştirilmesi, oda sıcaklığında çalışabilmeleri ve çok küçük boyutlara sahip olmaları gibi birçok üstün özelliğe sahip olan fotonik kristallerin gelecekte elektronik elemanların yerini alması bekleniyor.Bu tez çalışmasında, kare ve üçgen örgü yapısındaki fotonik kristallerin özellikleri sonlu farklar zaman düzlemi (FDTD) metodu ve düzlemsel dalga açılım metodu (PWEM) kullanılarak incelenmiştir. Kare örgü fotonik kristal ortasına çift taraflı simetrik oluklu dielektrik levha yerleştirilmiştir. Oluşturulan yapının bant diyagramında bulunan keskin rezonans özelliği kullanılarak belli bir frekanstaki tek mod profiline sahip ışığın yerelleşmesi sağlanmıştır. Yapının pratikte kullanılabilmesi için çift modu tek moda dönüştüren bir yapı yapının tek tarafında bulunan oluk yarıçapları değiştirilerek oluşturulmuştur. Çalışmanın başka bir aşamasında kare örgü yapısında fotonik kristal ortasına tek tarafı oluklu fotonik kristal yerleştirilmiş yapının özellikleri analiz edilmiştir. Yapılan analizlerle yapının küçük yasaklı bant aralığının olduğu görülmüştür. Buna bağlı olarak iletim bandında 4nm gibi dar bir dalga boyu aralığında 30 dB düşüşün olduğu gözlenmiştir. Ortaya çıkan bu özelliklerle oluşturulan yapının farklı oluk yarıçap değerleri için farklı frekans aralıklarını doğru bir şekilde ayırabilmektedir. Barındırdığı bu özellikleri sayesinde yapının DEMUX olarak tasarlanabileceği gösterilmiştir. Yukarıdakilere ilave olarak yaptığımız bir çalışmada ise üçgen örgü fotonik kristal kullanılarak dalga kılavuzu komşuluğundaki ve zemin üzerindeki hava boşluk yarıçap parametreleri taranmıştır. Yapılan çalışmayla yüksek grup hızı, düşük grup hızı dağılımı ve yüksek bant genişliğine sahip yapı tasarlanması için bir yol gösterilmiştir. Analizler sonucunda dalga kılavuzu komşuluğundaki ve diğer hava boşlularının yüksek yarıçap değerlerinde grup indeksi ile bant genişliği çarpım değeri 0.30 değerine kadar yükseltilmiştir.
Çok kanallı genişbant kablosuz sistemlerde kaynak tahsisi
Dik frekans bölmeli çoklama (DFBÇ) geniş bant sistemlerde semboller arası girişimi engellemek için kullanılmaktadır. Bu sistemle kanal alt kanallara bölünür. Her alt-kanal farklı kullanıcıya tahsis edilebilir. Çizelgeleyici her kullanıcı alt kanal ikilisinin kanal kazancı hakkında bilgi sahibi ise, bu bilgi kullanılarak akılcı algoritmalarla bant verimliliği artırılabilir ve sistem başarım hedefine ulaşılabilir. DFBÇ yönteminin bir dezavantajı yüksek tepe ortalama güç oranına (T/OGO) sahip olmasıdır. Bu yüzden yukarı gönderim, enerjisi kısıtlı hareketli terminalden baz istasyonuna doğru iletim için aynı performansı sağlayan tek ta¸sıyıcılı frekans bölmeli çoklama (TT-FBÇ) tercih edilebilir. TT-FBÇ kendine has kanal tahsis kısıtları nedeniyle kanal tahsis problemini ilginç kılar. Çalışmamızın ilk bölümünde TT-FBÇ tabanlı bir sistemde alt-kanal ve güç tahsisi problemi üzerinde çalışılmış ve algoritmalar önerilmiştir. Çoğa gönderim sistemlerinde bir baz istasyonu ve çeşitli kullanıcı grupları vardır. Bir gruptaki tüm kullanıcılara aynı bilgi iletilir. Burada çoğa gönderim veri hızı genelde en kötü kullanıcıya bağlı kabul edilir. Oysa ki, Reed-Solomon türü kodlamalar ile, kullanıcılar bütün kanallardaki sinyalleri çözmek yerine belirli bir sayıda kanalı çözerek gerekli bilgiye ula¸sır. Bu durumda Reed-Solomon kodlamasının sağladığı avantaj ile DFBÇ'nin kanala bağlı çizelgeleme avantajı sayesinde çoklu yayın veri hızı artırılabilir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise çoğa gönderim gruplarından oluşan bir sistem için alt-kanal ve bit tahsis algoritması önerilmiştir.
Sabit kanatlı bir insansız hava aracı için düşük bütçeli otopilot sistemi tasarımı
Havacılık endüstrisi, gelişen teknoloji ile beraber en hızlı gelişme gösteren alanlardan biri olmuştur. İnsansız hava araçları da bu gelişmenin bir ürünüdür. Dünyanın herhangi bir yerindeki bir istasyondan kontrol edilebilen bu araçlar, özellikle ülkelerin silahlı kuvvetleri için önemli rol teşkil etmektedirler. Tarımsal faaliyetler, orman yangınlarının erken tespiti ve boru hatlarının izlenmesi gibi sivil amaçlar için de kullanılmaktadırlar. Fakat sahip oldukları donanımlar nedeniyle kişisel kullanım için hala pahalı araçlardır. Bu çalışmada düşük bütçeli sensörler ve mikrodenetleyiciler kullanılarak sabit kanatlı bir insansız hava aracı için otomatik pilot sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Aracın verilen varış noktaları arasında seyrinin sağlanması ve davranışının kontrolü için PID kontrol metodu kullanılmıştır. Sistemlerin çıkışlarının ölçülmesinde karşılaşılan gürültü sorunu Kalman Filtresi kullanılarak aşılmaya çalışılmış, aynı zamanda yine Kalman Filtresi yardımıyla sistemin doğrudan ölçülemeyen durumları gözlenmiş ve kontrol döngüsü içerisinde kullanılmıştır.
Hiyerarşik kipleme kullanılan işbirlikli haberleşme sistemlerinde çeşitleme kazancı incelemesi
Hiyerarşik kipleme, hem hataya karşı dayanıklılığı artırmak hem de farklı bilgi akışlarını aynı anda gönderebilmek için röleli sistemlerde de kullanılmaktadır. Hiyerarşik kipleme kullanılan röleli sistemlerde de hata yayılımı, diğer röleli sistemlerde olduğu gibi tam çeşitleme kazançlarının elde edilmesini engelleyen önemli bir sorundur. Hata yayılımından kurtulmak için, röle üzerinde, kaynak ve röle arasındaki SNR'a bağlı eşik değerleri belirlenebilmektedir. Röle ile kaynak arasındaki anlık SNR, birinci eşikten küçükse, röle iletim yapmaz, birinci ve ikinci eşik arasındaysa röle yalnızca birincil bitleri çözer ve gönderir, ikinci eşikten büyükse röle hem birincil bitleri hem de ikincil bitleri çözer ve gönderir. Hedefte ise, birinci ve ikinci zaman dilimlerinde alınan sinyaller, en büyük oransal birleştirme metodu kullanılarak birleştirilmektedir.Bu çalışmada, hiyerarşik kipleme kullanılan röleli sistemlerde hem birincil bitlerde hem de ikincil bitlerde tam çeşitleme kazancının sağlanabildiği gösterilmektedir. Röle, belirlenen iki eşik değerine göre işlem yapmaktadır. Hata yayılımının olmaması ve hem birincil (yüksek öncelikli) hem de ikincil bilgi bitleri (düşük öncelikli) için tam çeşitleme kazancı sağlanabilmesi, eşik değerlerinin düzgün seçilmiş olmasına bağlıdır. Bu çalışmada birinci ve ikinci eşik değerleri sırasıyla c1log(SNR) ve c2log(SNR) (c1 < c2) şeklinde belirlenerek her iki tür bilgi biti için tam çeşitleme kazancı elde edildiği hem analitik olarak hem de benzetimlerle gösterilmektedir.
engel arkası görüntüleme yöntemleri performans analizi ve iyileştirilmesi
Engel arkası görüntüleme tek katman, iki katman ve çoklu katman olarak kısımlara ayrılabilir. Tek katmanda çalışma homojen ortamda görüntüleme, iki katmanda çalışma yer altı görüntüleme ve çoklu katmanda çalışma duvar arkası görüntüleme (TWI) olarak tanımlanabilir. Yer altı görüntülemeye en güzel örnek yere işleyen radar (GPR) çalışmalardır. Günümüzde GPR çalışmaları için geliştirilen farklı görüntüleme yöntemleri mevcuttur. Bu yöntemlerden seyreklik tabanlı görüntüleme yöntemleri giderek önemini artırmaktadır. En yaygın olarak bilinen seyreklik tabanlı görüntüleme yöntemi sıkıştırılmış algılama yöntemidir.Sıkıştırılmış algılama (CS), GPR ile yer alt görüntülemesi veya duvar arkası görüntülemesi çalışmalarında çok kullanışlı bir algoritmadır. CS ölçüm sayısını düşürerek yüksek çözünürlükte görüntü elde edilmesini sağlar. Literatürdeki CS ile engel arkası görüntüleme çalışmaları, hedefleri ızgara noktalarında bulunan noktasal hedefler olarak kabul ederler ve duvar parametrelerinin kesin olarak bilindiğini varsaymaktadırlar. Fakat gerçek uygulamalarda hedefleri sadece ızgaranoktalarında kabul etmek veya duvar parametrelerini tam doğru olarak olarak kestirmek mümkün değildir. Bu çalışmada CS tabanlı engel arkası görüntülemede ızgaralama ve bilinmeyen parametrelerin CS performasına etkileri incelenmişve muhtemel çözüm önerileri tartışılmıştır. Engel arkası görüntüleme ile ilgili diğer bir önemli sorun ise 3D GPR görüntülemede mevcut olan sıkıntılardır.Bu sorunlar veri için gereken hafızanın çok yüksek olması ve verinin işlemesi için gereken sürenin çokluğudur. Bu çalışma 3D GPR görüntülemenin gerçek uygulamalardaki kullanımında karşılaşılan hafıza ve hız sorunlarını azaltacak yenibir 3D görüntüleme algoritmasını açıklar. Teorik olarak inceler ve yeni yöntem ile eski 3D görüntüleme yönteminin başarımlarını karşılaştırır.
Çeşitli akışkan akışı problemlerinin doğrusal veya doğrusal olmayan dinamik modellemesi ve kontrolü
Bu çalışmada; dinamik davranışının matematiksel olarak modellemenin çoğu zaman zor, olduğu, akışkan sistemlerinin dinamik modellerinin elde edilmesi ve girdaplılık ve sürüklenme/kaldırma katsayısı gibi değerlerin geri-beslemeli kontrolü, çırpma hareketi yapan NACA0012 kanat profili, sabit silindir gövde ve sabit hücum açılı NACA23012 geometrileri üzerinde incelenmiştir. Yapılan çalışmaları seçilen geometriler altında gruplandırıp incelenecek olursa; ilk olarak çırpma hareketi yapan NACA0012 kanat profili için parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PGH) tekniği kullanarak akışın hız vektörleri elde edilmiştir. Bu hız vektörleri bir dizi ek işleme (görüntü işleme ile kanatın tespiti) tabi tutulduktan sonra uygun dikgen ayrışımı (UDA) ve sistem tanılama işlemleri uygulanarak doğrusal bir dinamik model elde edilmiştir. İkinci olarak ise silindir bir yapının etrafından akan akışın doğrusal ve doğrusal olmayan modellenmesi konusu incelenerek bu modeller için silindir arksında olu?an periyodik girdapları bastıracak kontrolcü tasarımları gerçekle?tirilmi?tir. Üçüncü olarak ise, sabit hücum açılı bir NACA23012 kanat profili için doğrusal olmayan modelleme yakla?ımı gerçeklenip, sürüklenme/kaldırma kuvveti oranının kontrolü konusu işlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PGH), Uygun Dikgen Ayrışımı (UDA), Dinamik Modelleme Sistem Tanılama (ST), Girdap Kontrolü, K/S Kontrolü.
Engel arkası görüntüleme radar prototipi geliştirilmesi
Herhangi bir nesneyi veya hedefi uzaktan algılamak, tespit etmek ve görüntülemek insanoğlunu cezp etmekte ve onlarca yıldır meşgul etmektedir. Bugüne kadar çok değişik yöntem ve teknik kullanılmış olmakla beraber hiçbirinin tek başına kapsayıcı bir çözüm olamadığı ortadadır. Sismik, elektromanyetik indükleme, kızılötesi ve elektromanyetik yayılım bu alanda öne çıkan kullanışlı tekniklerdendir. Bu tekniklerden elektromanyetik engel arkası görüntüleme radar teknolojisi büyük ilgi görmekte ve geniş bir çözüm sunacağı umudu vermektedir. Engel arkası görüntüleme radarı yüksek bant genişlikli elektromanyetik dalga gönderip geri yansımasını toplayan ve toplanan verinin işlenmesi sonucu hedef tespiti ve görüntülemesi yapabilen radar tekniğidir.Bu çalışmada radar literatür araştırması yapılmış ve amaç doğrultusunda diğerüniversiteler ve şirketler tarafından yapılan sistemler incelenmiştir. Sistem tasarımı yapıldıktan sonra 750MHz ile 6GHz arası ultra geniş bant basamak frekanslı sürekli dalga üreterek SAR tarama ile yer altı ve engel arkası görüntüleme yapabilme kabiliyetine sahip prototip bir engel arkası görüntüleme radarı oluşturularak sistemin kalibrasyonu yapılmış, MATLAB ile geliştirilmiş ara yüzü ile kullanıcı uyumlu, kolay yapılandırılabilir ve kullanılabilir, ortamdan gerçek zamanlı veri alabilen ve üzerinde yeni geliştirilen algoritmaların deneysel testlerinin yapılabileceği bütün bir mobil sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem ile engel arkası görüntüleme deneyleri yapılmış olup hedefleri başarı ile tespit ettiği sonuçlarda sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Engel arkası görüntüleme, GPR, yere işleyen radar, duvar arkası görüntüleme, radar, yer altı görüntüleme, ulta geniş bant, SAR.
SRAM tabanlı cihazlarda 2-boyutlu EG-LDPC kodlarından yararlanılarak uzay'ın radyasyon ortamından kaynaklanan geçici hatalara karşı koruma sağlanması
Bu tez çalışmasında uzay sistemleri elektronik donanımlarında yer alan SRAM tabanlı belleklerde uzayın radyasyon ortamı nedeniyle görülebilecek geçici hatalara karşı korunma sağlayan yeni yöntemler önerilmektedir. Öncelikle hataların SRAM bellek yongaları ve SRAM tabanlı FPGA'ler üzerindeki etkilerini, hata özellik ve yapılarını gösterilecektir. Daha sonra hata özellikleri göz önünde bulundurularak hata etkilerini düzeltecek etkin yöntemler sunulacaktır. Önerilen çözüm, EG-LDPC kodları temel alınarak 2-boyutlu bir kod yapısı oluşturulması ve verinin kodlanarak SRAM belleklerde saklanmasıdır. Bahsi geçen 2-boyutlu kod yapıları sayesinde SRAM belleklerde saklanan veri veya FPGA yapılandırma belleğinin içeriklerinde görülen hataların etkileri ortadan kaldırılmıştır. Benzer amaçla kullanılan kod yapılarıyla karşılaştırıldığında; bu çalışmada önerilen kod yapısının daha yüksek hata tespit ve düzeltme kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Aynı zamanda, elde edilen kod çözücüler, EG-LDPC kodlarının donanımla gerçeklenmeye çok uygun olması nedeniyle düşük gecikmeye sahiptir ve daha az karmaşıktır.
Kablosuz yayınlama kanallarında uyarlamalı kipleme ve tamamlanma süresi
Çalışmanın amacı kablosuz yayınlama kanallarında uyarlamalı kiplemenin (adaptive modulation) tamamlanma süresi üzerine etkisini inceleyebilmektir. Yayınlama kanalları amaçları gereği aynı anda birden fazla kullanıcıya iletim yapabilmektir. Hiyerarşik kiplemeler de farklı verilerin farklı koruma seviyelerinde iletilmesine izin verdikleri için yayınlama kanallarında kullanılmaları mümkündür. Bu tez kapsamında hiyerarşik kipleme yöntemi temel alınarak oluşturulan uyarlamalı kipleme yöntemlerinin tamamlanma süresi performansları incelenmiştir. Bu kapsamda iki yeni uyarlamalı hiyerarşik kipleme yöntemi önerilmiş, sonuçlar literatürde geçen zaman bölmeli iletim, fırsatçı çizelgeleme ve hiyerarşik kipleme destekli iletim yöntemlerinin tamamlanma süreleriyle karşılaştırılmıştır. Kanalın değişen durumuna yavaş uyum sağlayan sistemlerde önerilen yeni yöntemlerin tamamlanma süresini önemli oranda azalttığı görülmüştür. Kanalın değişen durumlarına hızlı uyum sağlayan sistemler içinse hiyerarşik kipleme yerine tek katmanlı iletim tamamlanma süresini küçültmektedir.
Sabit kanatlı bir insansız hava aracı için otopilot sistemi geliştirmede döngüde donanım tabanlı yaklaşım
Hedef tespiti ve gözlemden, tarımsal ilaçlamaya insansız hava araçları sivil veya askeri amaçlı pek çok farklı görev için kullanılmakta ve kullanımları her geçen gün hızlanarak artmaktadır. İHA?larda otonom uçuşlar otopilot sistemleri ile sağlanır. Otopilot sistemi geliştirme sürecinin en önemli kısmı ise uçuş testleridir. Uçuş testleri; maliyetli, zor ve bazen tehlikeli olabilen testlerdir. Ayrıca sık tekrarlı testler olmadıkları için geliştirme sürecinin de yavaşlamasına neden olurlar. Bu noktada araştırmacıya benzetim yazılımları yardım edecektir. Otopilot sisteminden donanımsal bileşenler katılarak oluşturulmuş bir benzetim döngüsü, tamamen benzetimsel bileşenlerden oluşan bir döngüye göre çok daha gerçekçi olacak ve gerçeği ile değiştirilen her benzetimsel bileşen için benzetimlerin doğruluğu daha da artacaktır. Bu çalışmada, sabit kanatlı bir insansız hava aracı için otopilot sistemi geliştirme sürecinde oluşturulmuş döngüde donanım benzetim sistemi ve bu sistemden faydalanılarak oluşturulmuş örnek bir otopilot sisteminin tasarımı, bileşenleri ve işleyişi üzerinde durulmaktadır.
Sıkıştırılmış algılamanın kablosuz algılayıcı ağların enerji tüketimi ve yaşam süresi üzerindeki etkinliğinin incelenmesi
Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA) çeşitli fiziksel olayların ölçümünü yaparak ortam ve durum gözetleme amacıyla sivil, askeri birçok uygulamada kullanılmaktadır. KAA kısıtlı enerjiye sahip ölçüm yapan algılayıcı düğümlerden ve ölçümlerin toplandığı en az bir baz istasyonundan oluşur. KAA yaşam sürelerini artırmak, algılayıcı düğümü alt-sistemlerinde haberleşme ve hesaplama işlemlerini gerçekleştirmek için harcanan enerjiyle doğrudan ilişkilidir. Sıkıştırılmış Algılama (CS) kuramı, ölçülen fiziksel sinyal eğer seyrekse, sinyalin klasik sinyal geri oluşturma yöntemlerine göre daha az sayıda rastgele doğrusal ölçümlerle geri oluşturulabildiğini öne sürer. Bu önerinin, algılayıcı düğüm enerji tüketimi ve dolayısıyla ağ yaşam süresinin artırılması üzerinde etkileri vardır. Bu tezde, CS tabanlı yöntemin ölçme, veri işleme ve haberleşme işlemleri üzerindeki etkileri klasik sinyal işleme yaklaşımları ile karşılaştırılarak incelenmiştir. İlk aşamada, CS eniyileme problemini çözen yinelemeli algoritmalar incelenmiştir ve algoritmaların sinyali doğru geri oluşturma temelinde birbirleri üzerindeki başarımları benzetimlerle gösterilmiştir. Daha sonra, CS tabanlı yöntem ile klasik sinyal geri oluşturma yöntemlerinin enerji tüketim modelleri oluşturularak, veri akış eniyilemesi temelinde Karışık Tamsayılı Programlama (MIP) ile CS yönteminin KAA yaşam süresi üzerindeki etkinliği incelenmiştir. Parametre uzayı (seyreklik seviyesi, ağ yarıçapı, algılayıcı düğüm sayısı) üzerinde farklı durumlar için nümerik analizler gerçekleştirilmiştir. Nümerik analiz sonuçlarına göre, yeterince seyrek sinyaller için ve ağ yarıçapının küçük olduğu uygulamalarda CS enerji etkinliği sağlayarak ağ yaşam süresini artırmaktadır.
Kablosuz algılayıcı ağlarda gizli anahtar şifrelemesinde anahtar havuzu büyüklüğünün ağ yaşam süresine etkileri
Kablosuz algılayıcı ağların sistem tasarımında ağ yaşam süresini en büyük değerine ulaştırmak en önemli hedeflerden birisidir. Her bir düğümün yaşam süresini eniyilemek tüm ağın eniyi yaşam süresine ulaşmayı sağlamaz, eniyileme ağ üzerinde bütünüyle yapılmalıdır. Kablosuz algılayıcı ağların yaşam süresi ağ içerisindeki trafik düğümlerin tamamının enerjilerini dengeli bir şekilde harcayacak biçimde eniyilenmelidir. Enerji harcamasını dengelemek için, düğümler akımlarını bölmeli ve bu akımlar değişik düğümler röle olacak şekilde iletilmelidir. Kablosuz algılayıcı ağlarda güvenlik bir başka önemli sistem tasarım konusudur. Ağın iletişimini kulak misafirlerine, düğüm elegeçirme saldırıları ve benzeri saldırılara karşı korumak önemlidir. Güvenli veri akışı düğümden düğüme güvenlik sağlayan ve anahtar ya da düğüm eklenip çıkarılmasına olanak sağlayan gizli anahtar dağılımı kullanılarak sağlanmıştır. Anahtar dağılımının yaşam süresi üzerindeki etkilerini incelemek ve özelliklerini saptamak için bir Karışık Tamsayı Programlama sistemi oluşturulmuştur. Sonuçlar ağ yaşam süresinin iki düğümün en az bir ortak anahtar paylaşma olasılığına, bunun da anahtar halka büyüklüğü ve anahtar havuz büyüklüğüne bağlı olduğunu göstermiştir.
Kablosuz algılayıcı ağlarda gözlemlenememe olgusu ve veri sıkıştırmanın doğrusal programlama ile incelenmesi
Teknolojik gelişmeler kablosuz algılayıcı ağların kullanım alanlarının artmasına neden olmaktadır. Güvenlik problemi ile enerji kapasitelerinin sınırlı olması kablosuz algılayıcı ağların en önemli dezavantajları olarak gösterilmektedir. Gözlemlenememe (İng. unobservability) olgusu ile ilgili önlemler düğümlerin veri iletim mesafesini kısıtlayarak yaşam süresi üzerinde olumsuz etkiler meydana getirmektedir. Bu tez çalışmasında bir algılayıcı ağın yaşam süresi, verilen gözlemlenememe kısıtları ve kullanılan veri işleme yöntemleri yardımıyla doğrusal programlama ile eniyilenmeye çalışılmıştır. Yapılan testler sonucunda veri sıkıştırma yöntemleri kullanılarak veri güvenliğinin yaşam süresi üzerindeki negatif etkilerinin azaltılabileceği görülmüştür.
Çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve kablosuz algılayıcı ağlarda kaynak ataması eniyilemesi
Bu tez, Doç. Dr. Coşku Kasnakoğlu ve Doç. Dr Bülent Tavlı ile yapılan iki farklı ana daldaki çalışmaları içermektedir. Tezin ilk kısmında, günümüzde yaygın olarak geliştirilmeye çalışılan insansız hava araçlarından dört pervaneli hava aracının özgün tasarımının yapılış ve uygulanış aşamaları ele alınmıştır. Sistemin donanımı sıfırdan var edilmiştir. Geliştirici tabanlı bir yazılım geliştirilecek, eksenler üzerinde deneysel ve sayısal yöntemlerle kontrolü yapılmıştır. Sonrasında sistem verilerinin kullanılması ile daha iyi bir kontrolcü tasarlanması sağlanmıştır. Son olarak ise tasarlanan cihaz, hazır bir otopilot sistemi ile denenmiş ve daha iyi bir kontrolcü tasarımı için üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Tezin ikinci kısmında ise Kablosuz Algılayıcı Ağ?lardaki (KAA) geri dönüş yol uzunluğunun tek yönlü bağlantılar üzerindeki yaşam süresi etkisi özgün bir Karmaşık Tamsayılı Programlama (KTP) ile incelenmiştir. Kablosuz ağ çalışmalarında, bağlantıların önemli bir kısmının fiziksel sebeplerden dolayı (örneğin, alıcı-verici karakteristiği) tek yönlü bağlantı olduğu gösterilmiştir. Tek yönlü bağlantıların ağ üzerinde kullanılabilinmesi için tokalaşmanın tamamlanması, yani çok atlamalı geri dönüş yolunun kurulması gerekmektedir. Oluşturulan özgün KTP modelinin üzerinde sayısal olarak çalışılmasıyla, KAA?nın parametre uzayı incelenmiştir. Sonuçlar geri dönüş yol uzunluğunun, ağ yaşam süresini önemli derece etkilediğini göstermiştir. Ayrıca, geri dönüş yollarında birden fazla röle düğümünün kullanılması, ağ yaşam süresini önemli ölçüde arttırmadığı gözlemlenmiştir.
Kablosuz algılayıcı ağlarda atlama sayısını kısıtlamanın yaşam süresi üzerine etkileri
Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA), bulundukları ortamdaki çeşitli olayların ölçümlerini yapan ve verilerinin bir merkezde toplandığı ağlardır. KAA?lar su kaynakları ve ormanların korunmasında, askeri uygulamalarda, sağlık sektöründe, doğa olaylarının tahmininde, canlıların doğal ortamlarında izlenmesinde kullanılabilir. KAA ölçüm yapabilen algılayıcı düğümlerden ve verilerin toplandığı baz istasyonlarından oluşur. Algılayıcı düğümler enerjilerini dahili bataryalarından sağlarlar. Düğümlerin bulundukları ortamların koşullarından dolayı bataryalarını değiştirmek çoğu zaman mümkün olmaz. Bu nedenle düğümlerin yaşam süreleri bataryalarında bulunan enerjileri bitinceye kadardır. Tüm ağın yaşam süresini en uzun yapabilmek için düğümler enerjilerini en verimli biçimde kullanmalıdır. Düğümler baz istasyonuna ürettikleri verileri doğrudan (tek atlamalı) veya diğer düğümleri röle olarak kullanarak çok atlamalı şekilde ulaştırabilirler. Enerjilerinin büyük kısmını kablosuz olarak veri göndermek için kullanan düğümler, enerjilerini daha verimli kullanmak için en yakındaki düğüme veri göndererek baz istasyonu ile iletişim sağlamaya çalışacaktır. Bu durumda ağda yapılan toplam atlama sayısı artacaktır. Ağın yaşam süresi en uzun olurken toplam atlama sayısı da çok fazla olacaktır. Toplam atlama sayısının artışı bir kablosuz algılayıcı ağ için önemli olan gecikme, gürbüzlük, karmaşıklık, girişim, güvenlik, servis kalitesi gibi değişkenleri olumsuz etkileyecektir. Bu çalışmada yaşam süresini en uzun yaparken atlama sayısını belirli değerlerin altında tutmak hedeflenmiştir. İlk kısımda toplam atlama sayısı en düşük olduğu değerinden kademeli olarak artacak bir şekilde kısıtlanırken yaşam süresi en uzun yapılmaya çalışılmıştır. İkinci kısımda ise en uzun yaşam süresinin belirli değerlerine ulaşmak için gereken en düşük atlama sayıları analiz edilmiştir. Çalışmada tüm ağ bir en iyileme problemi olarak modellenmiş ve Karışık Tamsayılı Programlama (KTP) ile çözümlenmiştir. Sonuçlarda, en uzun yaşam süresi ve en küçük atlama sayısı arasında optimum bir nokta önerilmiştir.
Fotonik yapılarda yüzey modun biyosensör ve dalga kılavuzu uygulaması
Bu tezde, öncelikle fotonik kristallerin yüzey modları kullanılarak polarizasyondan bağımsız (iki polarizasyonlu) dalga kılavuzunun tasarımı sunulmaktadır. Dalga kılavuzu yapısı hem TE hem de TM polarizasyon tarafından ortak olarak paylaşılan bir frekans aralığında çalışmaktadır. PWE ve FDTD metotlarına dayanan nümerik hesaplamalar TE ve TM modlarının ikisi için de hapsetme ve kılavuzlama sağlayan yüzey modlu bir dalga kılavuzunu tasarlamak ve göstermek için gerçekleştirilmiştir. İlgili modlar uygun bir şekilde uyarıldığı zaman yüzey modlu fotonik kristal dalga kılavuzu yüksek iletim verimliliği sağlanmış olmaktadır. Polarizasyondan bağımsız bir dalga kılavuzunun tasarımındaki zorluklar sunulan yapının fotonik entegre devre uygulamaları için önemini ortaya koymaktadır. Ayrıca sadece TE polarizasyon için çalışan ve %28 gibi geniş bir bant aralığına sahip olan yüzey modlu bir fotonik kristal dalga kılavuzu da sunulmaktadır. Polarizasyondan bağımsız dalga kılavuzu tasarımına ek olarak, düşük kırılma indisi değişimlerini algılamak için fotonik kristal yüzey modlarını içeren yeni bir biyosensör konsepti tasarlanmış ve sunulmuştur. Kare örgülü fotonik kristalin yüzeyi boyunca yer alan ve ilk olarak genişletilen sonra perfore edilen çubuklar tarafından optik yüzey modları oluşturulmaktadır. Fotonik kristal-hava ara yüzeyinde ilerlerken güçlü bir şekilde tutunan ve ilerleme doğrultusuna dik olarak sönümlenen mod numune ile etkileşime girmektedir. Ortamın indis değişiminden dolayı, iletim spektrumu geniş bir dinamik aralıkta doğrusal kaymaya maruz kalmaktadır. Yüzey bozukluklarının yerleşimlerinin değiştirilmesi biyosensörün hassasiyetini 8 nm/RIU değerinden 93 nm/RIU değerine yükseltmektedir. İkinci olarak araştırılan fotonik kristal yapısı üçgensel örgülü dağılıma sahiptir ve 117 nm/RIU hassasiyet değeri sağlamaktadır. Bu tasarımlara ek olarak, üçgensel örgülü fotonik kristalin yüzeyine yerleştirilmiş bir hava yarığı ile oluşturulan biyosensör yapısından bahsedilmektedir. Bu yapı ile elde edilen hassasiyet değeri 396 nm/RIU olmaktadır. Yapılan araştırmalar daha yüksek hassasiyet değerlerinin elde edilebileceği yönündedir. Farklı hassasiyet değerleri, dispersiyon analizlerinden elde edilen ilgili modların farklı gurup hızlarına sahip olduklarını göstermektedir. Yüzey modlarına dayanan kompakt, hassas ve etiketsiz optik sensörler opto-akışkan teknolojisinin önemli bir parçası olma potansiyeline sahiptir. Anahtar Kelimeler: Fotonik Kristaller, Polarizasyondan bağımsız dalga kılavuzu, Optik yüzey modları, Yüksek bant genişlikli dalga kılavuzu, Sensörler, Entegre optik.
Modifiye edilmiş periyodik fotonik yapılarda yüzey modu ve mod çeviriciler
Fotonik kristaller ışığın hareketini kontrol etmek için kullanılan periyodik dielektrik yapılardır. Son zamanlarda, birçok araştırmacı benzersiz bant boşluğu özelliklerinden dolayı fotonik kristal yapılarını araştırmaktadırlar. Bu tezde, sonlu farklar zaman düzlemi metodu ve düzlemsel dalga açılım metodu kullanılarak çeşitli kare örgü ve üçgen örgü fotonik kristaller incelenmiştir. Optik yüzey modlarının yavaş ışık özellikleri araştırılmıştır. Yüzeyin geometrik parametreleri değiştirilerek yapının grup kırılma indisi ve bant genişliği ayarlanabilir. Yüzey modu fotonik kristalin düşük grup hızı dispersiyon davranışı gösterilmiştir. Buna ek olarak, asimetrik ve simetrik fotonik kristallerden oluşan heteroyapı, mod-mertebe çevirimi amacıyla incelenmiştir. Önerilen yapının çalışma prensibi simetrik ve asimetrik fotonik kristallerin arasındaki faz kırılma indisi farkına dayanır. Tasarlanan konfigürasyonun yardımıyla belirli bir frekans bölgesinde, temel mod yüksek mertebeli modlara çevrilebilir. Ayrıca, yüzey mod fotonik kristaller kullanılarak polarizasyondan bağımsız dalga kılavuzu tasarlanmıştır. Önerilen dalga kılavuzu yapısı hem enine-elektrik hem de enine-manyetik polarizasyonlar için çalışır. Yüzey modunun frekans aralığına sahip olan ışık dalgası önerilen yapının yüzeyi boyunca düşük kayıp ile ilerleyebilir. Fotonik kristallerin diğer bir incelenen uygulaması biyosensör konfigürasyonudur. Kırılma indisi değişimini algılamak için, fotonik kristal yapının yüzeyi değişik şekillerde bozularak yüzey modları oluşturulmuştur. Bu sensör tasarımları ile çeşitli hassasiyet değerleri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Fotonik kristaller, Optik yüzey modları, Dalga kılavuzları, Yavaş ışık, Faz kayması, Polarizasyondan bağımsız dalga kılavuzu, Sensörler
Fonksiyonel fotonik kristal aygıt tasarımları
Fotonik kristaller kullanılarak birçok alanda uygulanabilir aygıt tasarımları yapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, farklı tasarıma sahip kare örgü fotonik kristaller kullanılarak entegre optikte kullanılabilecek çeşitli cihazlar önerilmiştir. İlk olarak fotonik kristal yapıda asimetrik ışık iletiminin deneysel ve numerik sonuçları sunulmuştur. Fotonik kristal birim hücrelerinin pozisyonlarının değiştirilmesi ile asimetrik ışık yayılımı elde edilmiştir. Dalga kılavuzunun çıkışında toplanan güç miktarı, ileri ve geri yayılma yönünde birbirinden farklı olmuştur. Çalışmada ayrıca gökkuşağı yakalama olarak adlandırılan başka bir fotonik kristal uygulaması da araştırılmıştır. Yeni tasarlanmış iki boyutlu fotonik yapıda gökkuşağı yakalama olayı nümerik sonuçlarla incelenmiştir. Yapı parametreleri ayarlanarak ışığın yapı içerisinde hapsolması sağlanmıştır. Geniş bantlı elektromanyetik dalga hapsolması için her birim hücrenin yapı içerisindeki konumu ve dielektrik doluluk oranı düzgün bir şekilde ayarlanmıştır. Önerilen yapının tamamen geçirgen dielektrik malzemeden oluşması efektif kırılma indisinin pozisyona bağlı olarak değişmesi ile farklı elektromanyetik bölgelerdeki ışığın hapsolmasını sağlanmıştır. Bu çalışmalara ek olarak tezde dereceli kırılma indisine sahip fotonik kristal yapı kullanılarak dalga boyu seçici bir ortam tasarlanmıştır. Hiperbolik sekant indeks profiline sahip tasarımda farklı dalga boyları farklı yollar izleyerek x-ekseni doğrultusunda yapıyı farklı pozisyonlarda terk etmiştir. Bu durum dalga boyu seçici ortam tasarımı için derecelendirilmiş kırılma indisine sahip fotonik kristallerin kullanılabildiğini göstermiştir.
Kablosuz algılayıcı ağlarda haberleşme/hesaplama ödünleşmesi: Düğüm-seviye ve ağ-seviye stratejilerinin karşılaştırması
Tipik bir kablosuz algılayıcı ağdaki (KAA) düğümlerin kısıtlı batarya gücüne sahip olması nedeniyle ağ ömrünün eniyilenmesi için, düğümlerden toplanan verinin baz istasyonuna efektif bir enerji çözümü ile iletilmesi gerekir. Baz istasyonuna iletilen verinin miktarı genellikle düğümler üzerinde gerçekleştirilen yerel işlem miktarına bağlıdır. Bazı durumlarda yerel işlem için harcanan enerji, haberleşme için harcanan enerjiden fazla olurken, bazı durumlarda ise bu durumun tam tersi bir durum söz konusu olabilir. Bu analiz ağ-seviyesinde, yani KAA'daki tüm düğümlerin tek bir algoritma kullanması durumunda, incelenebilirken düğüm-seviyesinde de, yani farklı düğümlerin farklı algoritma kullanması durumunda, incelenebilir. Bu tez çalışmasında, ağ tasarımcıların yukarıda bahsedilen ödünleşmeyi etkili bir şekilde kullanabilmesi adına, düğüm-seviye stratejisini incelemek için özgün bir Karışık Tamsayılı Doğrusal Programlama (KTDP) modeli tasarlanmıştır. Yapılan analizler sonucu düğüm-seviye stratejisi ile ağ ömrünün, ağ-seviye stratejisine göre %22.50 kadar arttırılabileceği gözlenmiştir. Ayrıca, bu çalışmada KTDP modelinin getirdiği hesaplama zorluğunun etkisini azaltmak adına polinom zamanlı sezgisel bir yöntem geliştirilmiştir. Sezgisel yöntem ve KTDP yöntemleri ile elde edilen ağ ömür değerleri arasındaki farkın %1.29'dan daha az olduğu görülmüştür.
Yüksek genlikli odaklı ultrason uygulamaları için sürüş elektroniği dizini geliştirilmesi
Yüksek genlikli odaklı ultrason çalışmaları günümüzde ısıl doku tedavisi, kan pıhtılaştırması, hücrelere ilaç aktarımı gibi konularda kullanılmaktadır. HIFU, belirlenen bölgedeki dokunun yakılması, etraftaki dokulara zarar verilmemesi sebebiyle son yıllarda özellikle kanser tedavisi ile anılır hale gelmiştir. HIFU tedavileri genellikle sabit bir noktaya odaklama yapan tekli ultrason transdüseri yerine elektronik odaklama ve tarama yapabilen ultrason transdüser dizinleri tarafından yapılır. HIFU?nun önemli bir bölümü de her bir dizin elemanını bağımsız olarak sürebilecek, yeterli gücü verebilecek ve yeterli faz çözünürlüğünü sağlayabilecek elektronik sürücü devresidir, bu sayede HIFU odaklama ve yönlendirme yapabilmektedir. HIFU tedavisi için görüntü rehberlik yöntemlerinin kullanılması gerekmektedir ve bunun için günümüzde ultrason rehberlik ve manyetik rezonans rehberlik yöntemleri kullanılmaktadır. Yüksek görüntü kalitesi ve ısıl görüntüleme yapabilmesi sebebiyle MR rehberlik yöntemi tercih edilmektedir. Pahalı olmasına yanı sıra MR rehberlik yöntemi aynı zamanda HIFU transdüserinin ve elektronik sürücüsünün MR ile uyumlu olması şartını gerektirir. MR rehberlik yöntemi ısıl tedavilerde odaklanan noktanın yer bilgisini gerçek zamana yakın verebilmektedir. Bu geri bildirim daha sonra elektronik sürücü devresini kontrol etmek için kullanılmaktadır. Bu yüzden de sürücünün parametreleri hızlı güncellemesi gerekmektedir. Bu tezde 7.50 faz çözünürlüğü ve 256 seviye genlik çözünürlüğü kullanılarak 64?lü transdüser dizinini sürebilecek PWM tabanlı, kolay programlanabilir, düşük maliyetli ve portatif bir demetleyici sürücüsü tasarımı yapılmıştır. Bu sürücü elektroniği 64 elemanlı transdüser dizini MR uyumludur ve MR rehberliğinin gerektirdiği şekilde çalıştığı görülmüştür.
Yüksek genlikli odaklı ultrason transdüser dizinine verilecek fazların MR görüntüleri yardımı ile oluşturulması
Günümüzde, yüksek genlikli odaklı ultrason (HIFU) doku ısıtma, doku yakma, kan pıhtılaştırma ve taş kırma gibi pek çok uygulamada kullanılmakta ve önemi her geçen gün artmaktadır. HIFU uygulamalarında karşılaşılan önemli problemlerden biri faz hataları nedeni ile odak noktasının kayması ve dağılmasıdır. Homojen ortamlarda herhangi bir noktaya doğru bir şekilde odaklamak için ultrasonik transdüser elemanlarına uygulanacak fazlar kesin olarak hesaplanabilir. Fakat insan vücudu gibi homojen olmayan ortamlarda dokular arası ses hızı farklılıkları faz hatalarına sebep olur. Transdüser dizini ile hedef nokta arasında bulunan dokunun her bir noktasındaki ses hızlarını bilmemiz durumunda bu faz hatalarının oluşması engellenebilir. Manyetik Rezonans (MR) görüntüleri bize dokudaki ses hızı ile ilgili bilgileri sağlayabilir ve bu sayede MR güdümlü Isıl tedavi (MRgFUS) sürecinde bu faz hatalarının olması engellenerek bu süreç hızlandırılabilinir. Bu çalışmada MR görüntülerinden dokudaki su ve yağ ağırlıkları belirlenerek dokunun ses hızının bulunmasına çalışılmış ve bulunan ses hızları ile yaratılan ortamlarda ters yayılım methodu ve sesin kırılmadığı varsayımı ile çeşitli denemeler yapılarak istenilen hedef noktası için transdüser dizinine verilmesi gereken fazlar başarı ile hesaplanmıştır.
Düşük simetri ve derecelendirilmiş kırılma indisine sahip fotonik kristallerin spektral analizi
Tarihsel olarak, iki ve üç boyutlu Fotonik Kristaller (FK) olarak bilinen periyodik yapılara olan ilgi, Yablonovitch ve John ismindeki optik alanında çalışan bilim adamlarının periyodik yapılar üzerinde yaptıkları ilk çalışmalarıyla başladı. Onlar çalışmalarında, elektromanyetik (EM) dalgaların yayılımının da, yarıiletken yapıların elektron iletkenliğini etkileyebildiği gibi, kontrol edilebileceğini savundular. FK?ların önemli optiksel özelliklerinden biri, FK?lar ? elektronik yasaklı bant aralığına benzer şekilde- iletim spektrumunda Fotonik yasaklı bant aralığına (FYB) sahiptir. Böylece, FK?lar belirli frekans bölgelerinde -yönden bağımsız olarak- ışığın yapı boyunca yayılmasını engeller. FYB bölgesinde, ne herhangi bir optiksel mod ne de fotonun anlık ışıması oluşmaz. FK birim hücresindeki dönme ve ayna simetrisinin kırılması, süper-kolimasyon, polarizasyondan bağımsız öz-kolimasyon, komple yasaklı bant aralığı ve çoklayıcı gibi özelliklerin oluşmasını sağlar. FK devre dizaynında bir başka önemli konu da -özellikle- iki boyutlu FK?ların pozisyonlarının düzenlenmesiyle ortamın kırılma indis profilinin ayarlanabilmesidir. Derecelendirilmiş kırılma indisli FK?lar (DKİ FK) sayesinde küplör, lens ve süper-bükümler gibi Fotonik entegre devre parçaları oluşturulabilir.
Tek akı kuantumu devrelerinde istatistiksel zamanlama analizi ve sayısal benzetim aracı geliştirilmesi
Günümüzde kullanılan yarı iletken teknolojisine önemli bir alternatif olan tek akı kuantumu (SFQ) devreleri oldukça hızlı saat frekansı ve düşük enerji tüketimi ile yüksek kapasitede işlem gücü sağlayabilmektedir. Ancak artan saat hızı ve karmaşıklık seviyesi nedeniyle günümüzde kullanılan araçlar daha yüksek performanslı devreler geliştirme konusunda yetersiz kalmaktadır. Mevcut araçlar ile yapılan benzetimler ya çok detaylı ve uzun sürmekte ya da hızlı sonuç sağlamak için pek çok etkiyi ihmal etmektedir. İhmal edilen etkiler özellikle yüksek saat frekanslı ve karmaşık SFQ devreleri için önemli olmaktadır. Dolayısıyla SFQ devreleri için özelleşmiş tasarım araçlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenden ötürü SFQ hücreleri yerine istatistiksel modeller kullanan sayısal bir benzetim aracı geliştirilmiştir. Bu araç geliştirilirken öncelikle temel SFQ devreleri incelenip, çıktı zamanlamaları ve seğirmelerin hızlı ve pratik benzetimi için bir model bulunmuştur. Bu sayede tasarım eksikliklerinden veya ihmal edilmekte olan zamanlama varyasyonlardan kaynaklanabilecek durumlar tespit edilebilir hale gelmiştir. Bu araç ile çok işlem gerektiren, uzun süren benzetimler yapılmaksızın, özellikle çok sayıda hücreden oluşan SFQ devrelerinde oluşması muhtemel zamanlama hatalarının analizi yapılabilmektedir.
Elektronik destek sistemleri için darbe tekrar aralığı modulasyonunun algılanması
Bu çalışmada Elektronik Destek sistemleri için Darbe Tekrar Aralığı Modulasyonu Algılama Methodu geliştirilmiştir. Ayrıca ilgili Modulasyonun kritik parametrelerini çıkartma çalışmaları yapılmıştır. Elektronik Harp günümüz koşullarında bir kuvvet çarpanı olarak değerlendirilmekte ve önemini gün geçtikçe arttırmaktadır. Yoğun elektromanyetik sinyal ortamında Elektronik Destek sistemlerin radar parametrelerini algılayıp ilgili parametreleri Elektronik Taarruz sistemleri ile paylaşması beklenmektedir. Radar sistemleri Elektronik Korunma altında algılanmasını veya karıştırılmasını engelleyecek yöntemler uygulamaktadır. Bunlardan bir tanesi ise Darbe Tekrar Aralığına çeşitli modulasyonlar uygulamaktır. Elektronik Taarruz sistemleri tarafından gelişmiş teknikler uygulanabilmesi için bu modulasyonların çözülmesi gerekmektedir. Bu çalışmada söz konusu modulasyonların ayırımı kayıp ve hatalı darbeler ve gürültü altında başarı ile sağlanmıştır.
Oransız kodlar kullanılan kablosuz ağlarda yol atama
Gelişen teknoloji ile birlikte mobil cihazlarda talep edilen veri akış hızının sürekli olarak artması ve arzı karşılamak için kullanılan tekniklerin sınırlı enerjiye sahip cihazların kullanım sürelerini doğrudan etkilemesinden dolayı kullanılan iletişim tekniklerinin enerji verimli olması son derece önem arz etmektedir. Enerji tüketimi konusunda verimli bir haberleşme ortamı yaratırken sistemin performansını da kullanıcıları tatmin edici seviyelerde tutmak gerekmektedir. Bu amaçla kullanılan tekniklerin karmaşıklık seviyelerinin asgari düzeyde tutulması gerçek zamanlı uygulamaların uygulanabilirliğini arttırmaktadır. Bu bağlamda, enerji verimliliği ve sistem performansı üzerine yapılan eniyileme tabanlı çalışmalar son zamanlarda bir hayli ivme kazanmıştır. Bu çalışmada, oransız kodlar kullanılan kablosuz ağlarda; yol atama, kullanıcılar arası eşleşme ve Dikgen Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (DFBÇE) tabanlı çoğa gönderim problemleri ele alınmaktadır. Oluşturulan eniyileme problemlerinin en iyi çözümleri MATLAB ve GAMS gibi çeşitli yazılım tabanlı araçlar kullanılarak bulunup bu çözümlere kıyasla daha az karmaşıklığa sahip ve enerji verimli algoritmalar önerilmiştir. Yapılan benzetimlerle, önerilen algoritmaların en iyi çözüme oldukça yakın başarıma sahip oldukları gösterilmiştir.
Dört rotorlu insansız hava aracı için otopilot tasarımı
Günümüzde tehlikeli alanlarda arama ve kurtarma, haritalama, gözlem, ürün taşıma ve teslimi veya hedef tespiti ve takibi gibi çeşitli kullanım alanlarına sahip olan İHA'lar malzeme bilimi ve üretim alanlarındaki gün geçtikçe artan gelişmeler sayesinde daha farklı alanlarda ve daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Döner kanat İHA'lar dikey kalkış-iniş, bulundukları yerde havada asılı kalabilme ve agresif manevra yetenekleriyle ulaşılması zor alanlanlardaki görevleri rahatlıkla gerçekleştirebilmektedir. Bu görevler esnasında İHA'nın uzaktan kumanda ile pilot tarafından kontrol edilmesi yerine otopilot destekli uçuş moduyla yer istasyonu başındaki pilot tarafından veya tam otonom uçuş ile pilot olmadan kontrol edilmesi pilot hatalarının önüne geçmekle kalmayıp pilotun İHA'nın görev yerinden bağımsız olarak İHA'yı kontrol etmesine imkan tanımakta; aynı zamanda herhangi bir pilota ihtiyaç duymadan ön tanımlı görevlerin yerine getirilmesini mümkün kılmaktadır. Bu çalışmada bir dört rotorlu hava aracı için özgün bir otopilot sistemi geliştirilmiş, sistemin tasarımı, bileşenleri ve işleyişi üzerinde durulmuştur.
Tek akı kuantum tabanlı analog ve dijital devreler için eniyileme aracı geliştirilmesi
Süperiletken elektroniğinin keşfiyle yarıiletken teknolojisi kullanılarak oluşturulamayacak derecede hassas algılayıcı okuma devreleri ve çok düşük güç tüketimli dijital devreler tasarlanabilir konuma gelmiştir. Ancak analog ve dijital devreler için termal gürültüyü ve üretim toleranslarını hesaba katan bir eniyileme aracı bulunmamaktadır. Bu çalışma kapsamında analog devreler için termal gürültüyü dikkate alan bir eniyileme aracı tasarlanmış ve araç süperiletken algılayıcı okuma devrelerinde bir bitlik karşılaştırıcı devresi olan Quasi One-junction SQUID (QOS) devresiyle test edilip sonuçları deneysel olarak doğrulanmıştır. Süperiletken SFQ (Single Flux Quantum) dijital devrelerin üretimde oluşan parametre toleransları dijital hücrelerin gecikme sürelerinde değişmelere, hatta hücrelerin düzgün çalışmamasına yol açar. SFQ digital devreler tasarlanırken sinyallerde yapılan zamanlamalar bu parametre toleransları hesaba katılmazsa devrenin yanlış çalışmasına yol açar. Üretim kaynaklı toleranslar hesaba katıldığında ise zamanlama marjları geniş tutulur ve devrelerin en yüksek çalışma frekansları büyük ölçüde kısıtlanmış olur. Bu çalışmada üretim kaynaklı parametre toleranslarını hesaba katarak dijital hücrelerin çalışma oranlarını yükseltip gecikmelerdeki değişimleri en düşük düzeye indiren bir dijital devre eniyileme aracı oluşturulmuş ve RSFQ (Rapid Single Flux Quantum) dijital devre kütüphanesi eniyilenmiştir. Hem analog hem de dijital devre eniyileme araçlarında hızlı yakınsayan, kolay uygulanan Parçacık Sürü Eniyilemesi algoritması kullanılmış ve yakınsama süresini hızlandırıcı bir takım değişiklikler yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Süperiletken elektroniği, RSFQ, QOS, Eniyileme, PSO