Browsing by Author "Doruk, Reşat Özgür"

Now showing 1 - 20 of 22

Citation - WoS: 1
Citation - Scopus: 1
Bozucu Torklar Altında İzdüşümsel Doğru Akım Motoru Kontrolü
(Gazi Univ, Fac Engineering Architecture, 2018) Doruk, Reşat Özgür; Zuglam, İsmail; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışmada, izdüşümsel doğrusal kareselservo geri beslemesi (P-LQSF) yöntemiyle tasarlanmış bir birdoğru akım (DC) motoru denetim yaklaşımı sunulmaktadır. Tasarlanan denetleyicinin kararlılığı girdidenhale-kararlılıkyaklaşımından yola çıkarak incelenmektedir. İzdüşümsel kontrol yöntemi, tam durumdeğişkeni geri beslemeli bir denetleyicinin özdeğer spektrumunu çıktı geri beslemesi kullanarak yaklaşıkolarak elde etmeyi amaçlar. Tasarlanan denetleyicilerin kararlılık analizi hem teorik hem de sayısalbenzetim yoluyla incelenecektir. Temel doğrusal kararlılığın yanı sıra, bozucu etkilerin kapalı döngüyü birdış girdi olarak etkilemesinden yola çıkarak girdiden-çıktıya-kararlılık kavramından yararlanılması olanaklıolabilmektedir. Sonuç olarak bir bozucu etkiden-hale-kararlılık yaklaşımı ortaya çıkmaktadır. Tasarımlar,elde edilen bu yaklaşımla incelenecektir. Performanslar ise sayısal benzetimler yoluyla görülecektir.
Çift Fitzhugh-nagumo Nöronları için Çatallanma Denetimi
(2017) Abdallh, Ammar Ouead Abdallh; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Sinaptik bir boşluk düğümü yoluyla elektriksel olarak bağlaşımı yapılan bir çift Fitzhugh-Nagumo nöronu üzerinde çalışılmaktadır. Bu nöronlar kendilerine sağlanan elektrik akımı yoluyla kontrol edilebilmektedirler. Elde edilen sistem çok girdili çok çıktılı (MIMO) tipi doğrusal olmayan bir sistemdir. Çatallanma kuramı ve MATLAB tabanlı MATCONT yazılımı kullanılarak elde edilen modeldeki çatallanma koşulları tespit edilmiş olup biyolojik olarak önemi olabileceği düşünülerekten değişik sinaptik iletkenlik değerleri kullanılarak analiz tekrar edilmiştir. Analiz sonuçlarının elde edilmesinin arkasından söz konusu çatallanmaları düzeltebilmek için denetleyici tasarımları yapılmaktadır. Bu denetleyici nöronlara uygun profilde bir elektrik akımı uygulayarak çatallanmanın neden olduğu olumsuz sonuçları gidermektedir. Çift nöron modeli iki giriş ve iki çıkışlı bir model olarak düşünülebileceği için ikinci derece bir arındırma süzgecinin kullanılması gerekli olmaktadır. Süzgecin çıkışı doğrusal karesel düzeltici ve izdüşümsel denetim yöntemlerinden yararlanarak hesaplanmış bir kazanç tarafından sürülmektedir.
Dikgen Frekans-bölmeli Çoğullama Sisteminin Tepe Ortalama Güç Oranını Ton Enjeksiyonu ile Benzetimsel Tavlama Algoritması Kullanarak Düşürülmesi ve Bir Yazılım Tanımlı Radyo Sistemi Üzerinde Uygulaması
(2016) Özyurt, Erdem; Aydın, Ramazan; Doruk, Reşat Özgür; Department of Electrical & Electronics Engineering; 15. Graduate School of Natural and Applied Sciences; 01. Atılım University
Dikgen frekans-bölmeli çoğullama (OFDM) popüler bir geniş-bant çok taşıyıcılı haberleşme tekniğidir; semboller arası ve taşıyıcılar arası girişime karşı dirençlidir, bununla birlikte işaretin yüksek Tepe Ortalama Güç Oranı'na (PAPR) sahip olması nedeniyle doğrusal olmayan bozulmalar sonucu sistem verimini düşürmektedir. Bu çalışmada, farklı ton sayılarına sahip işaretlerin PAPR değerini düşürmek için benzetimsel tavlama optimizasyon algoritması ile ton enjeksiyonu tekniği kullanılmıştır ve gerekli olan iterasyon sayısını azaltmak için iç eşik değeri kullanılmıştır. Benzetim sonuçları diğer teknikler ile karşılaştırılmış ve önerilen tekniğin OFDM sistemlerinin PAPR değerlerini düşürmek için kullanılabileceği görülmüştür. Tasarlanan sistem Yazılım Tanımlı Radyo (SDR) üzerinde uygulanmış ve ölçümler sonucunda doğrusal olmayan etkilerin azaltıldığı gösterilmiştir.
Doğru Akım Elektrik Makinalarının Geri Adımlamalı Denetimi
(2017) Zuglem, Ahmad T.almabrouk; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışma doğru akım (DC) motorlarına istenen konum ve hıza erişebilmesi için doğrusal geriadımlama yöntemine dayalı bir denetleyici tasarımını göstermektedir. Geliştirmede doğrusal motor modellerinden yararlanılmış olmakla birlikte denetleyicinin tasarım Lyapunov kararlılık ilkelerine dayalı olarak yapılmaktadır. Bu sayede konum ve hız tarama hatalarının asimptotik olarak sıfıra yakınsaması sağlanabilmektedir. Geri adımlama yöntemi Lyapunov'un ikinci kararlılık yaklaşımının bir uzantısı olup hal uzayı vektörünün her elemanına birer sanal girdi tanıtmak suretiyle teker teker Lyapunov kararlılığını sağlayan özyinelemeli bir yaklaşımdır. Lyapunov kararlılığı matematiksel olarak son adımda elde edilmektedir. Bu çalışmada ayrıca motor mili üzerinde etkin olabilecek bozucu etki torklarının analizi için girdiden-hale kararlılık kavramı üzerinden teorik ve rastgele değişken olarak modelleyerek sayısal benzetim yoluyla analizi yapılmıştır
Doğru Akım Motorlarının Doğrusal Karesel İzdüşümsel Denetimi
(2017) Zuglam, Ismaıl; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu araştırmanın amacı izdüşümsel kontrol yaklaşımından yola çıkarak doğru akım motorlareı için konum ve hız denetim yasaları geliştirmek ve elde edilen kapalı döngü denetleyicilerin bozucu etkilere karşı kararlılık ve performansını incelemektir. Kontrol algoritmalarında doğrusal karesel regülator ve kutup yerleştirme tekniği referans tam hal geri besleme denetleyici olarak tasarlanmakta ve çıktı geri beslemesi için tam hal uzayından çıktı uzayına dik izdüşüm alınmktadır. Elde edilen denetleyicilerin dış bozucu etki torklarına karşı performans ve kararlılık analizi teorik düzlemde girdiden-hale kararlılık yaklaşımıyla, sayısal düzlemde de rastgele sinyal olarak modelleme yapılarak benzetimler yoluyla yapılmaktadır. Hesaplama ortamı olarak MATLAB tercih edilmiştir.
Duyarga Nöronları için Poisson Ateşleme Süreç Verisinden Model Kestirimi
(2022) Al-akam, Mohammed; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu tezde, uyarıcı-yatıştırıcı nitelikteki bir nöron modelinin ateşleme verisinden kestirimine dayanan hesaplamalı ve teorik bir çalışma sunulmaktadır. Söz konusu çalışma, daha önceki bir çalışmada olduğu gibi gerçekçi bir veri kümesinden (Diptera sineğinin görsel H1 nöronları) alınan uyaran ve ilgili cevap kayıtları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. En yüksek olabilirlik, bu tezde kullanılan sinir ağı modelinin parametre tahminini yürütmek için kullanılan yöntemdir. Bu veriler, istatistiksel bilgi içeriğini artırmak için yapılan tekrarlamalı benzetimlerde kullanılabilmek amacıyla alt bölümlere ayrılmıştır. 20 dakikalık bir uyaran-tepki veri kaydı olduğu için bu kayıt segmentlere ayrılmış ve her bir segment birbirinden bağımsız bir veri kümesini temsil eder. Nöron modeli için parametrelerin gerçek değerleri kestirilemediğinden, bu gerçek değerleri kullanarak üretilen sentetik veri kümeleri bu araştırmada nöron dinamikleri tarafından kullanılamayacaktır. Bu gerçeğe dayanarak yapılan kestirimlerin doğruluğunu istatistiki olarak sınayabilmek için iki örnek Kolmogorov-Smirnov testi kullanılmıştır.. Bu test, model yanıtlarına ek olarak kaydedilen iki ateşleme zaman aralığı verileri arasında bir karşılaştırma yapmak için uygulanmıştır. Sonuçların tahmini ve analizi grafiksel olarak sunulacak ve ayrıca tablo şeklinde listelenecektir. Ayrıca, bu araştırmanın değiştirilmiş bir Fitzhugh-Nagumo modeli kullandığı önceki araştırmalarla bir karşılaştırma yapılmıştır.
Elektrikli Güç Jeneratörlerinin Kontrolü ve Senkronizasyonu
(2017) Al-shammarı, Zaıdoon Waleed Jawad; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışmada buhar türbini ile çalışan küçük senkronize alternatif akım jeneratörleri için doğrusal olmayan denetim yöntemleri geliştirilmektedir. Söz konusu denetimin amacı rotor açısı (ya da güç açısı) ve uçbirim (terminal) gerilimini istenen düzeyde tutmaktır. Bu amaçla geri adımlamalı denetim yöntemine başvurulmuştur. Bu metod, Lyapunov'un ikinci kararlılık yönteminin bir uzantısı olup modeldeki her durum değişkenini teker teker kararlaştırmayı amaçlar. Teorik olarak geliştirilen yaklaşımlar, iki değişik probleme uygulanmaktadır. Bunlardan birincisi tek bir üretecin rotor açısı ve uçbirim geriliminin kontrol edilmesi diğeri ise birden çok üretecin bir ana üretecin rotor açısı ve uçbirim gerilimini takip etmesini sağlamaktır. İkinci problemde tüm üreteçlerin aynı olduğu varsayılmıştır. Bu nedenle her bir üreteç için aynı denetleç tasarımları kullanılabilmektedir. Çalışmanın performansını inceleyebilmek için benzetimler yapılmış ve sonuçlar göstermiştir ki ister tek üreteç olsun ister senkronizasyon amaçlı olsun tasarımlar oldukça başarılı olarak görevlerini yerine getirmektedirler. Çoklu üreteçlerin birbirini takibinde çok az bir gecikme söz konusu olmakla beraber bu uygulama açısından herhangi bir sorun teşkil etmemektedir.
En Iyi Tasarım Yöntemi Kullanarak Nöron Modellemesine Yönelik Algoritma Geliştirilmesi
(2021) Doruk, Reşat Özgür; 01. Atılım University
Bu projenin hedefi dinamik sinirsel ağ model parametrelerinin verimli bir şekilde kestiriminin yapılabilmesi için uyarlamalı/adaptif bir uyaran üretimini gerçekleştiren bir sistemi geliştirmektir. Önerilen çalışma parametre kestirimi ve en iyilemeli uyaran tasarımı yapabilmek için gerekli algoritmaları geliştirmeye yönelik olup herhangi bir canlı hayvan ya da insanlar üzerinde deney içermemektedir. İlgili parametre kestirim çalışmasının yapılabilmesi için uyaran ve yanıt veri çiftine gereksinim duyulmaktadır. Burada uyaran sürekli zamanda tanımlı ve genliği belli bir işarettir. Buna karşın alınan cevap modelin temsil ettiği gerçek sinir hücresinin çalışma prensipleri gereği genlik değeri belli olmayan ve çeşitli zaman anlarında toplanmış bir atım (spayk) dizisidir. Bu durum parametre kestiriminde türlü güçlükler çıkarabilmektedir. Hem yüksek hesaplama karmaşıklığı hem de model yapısına göre değişkesi (varyans) yüksek kestirimler karşımıza çıkabilir. Bu durum dinamik nitelikli modellerde daha da öne çıkmaktadır. Bu noktada önemli olabilecek hususların başında uyaranın profili (zamana bağlı değişimi) gelmektedir. Uyaran biçiminin belirlenmesinde en önemli husus neden olduğu yanıtın model parametreleri hakkında ne düzeyde bilgi içerdiğidir. Uyaranın profilinin en iyileme yoluyla en yoğun bilgi içeriğine sahip olmasının sağlanabileceği daha önceki çalışmalarda gösterilmiştir. Ancak bu yaklaşımların sinir hücresi modellenmesine ilişkin uygulamaları sınırlı kalmıştır. Bunlar ya statik ileri beslemeli genel sinirsel ağ denklemleri kullanılarak ya da Wilson-Cowan tipi modeller kullanılarak yapılmışlardır. Söz konusu çalışmalarda Fisher Enformasyon Matrisi'nin (Bilişim Matrisi) belli bir istatistiksel ölçütünü (A-Optimal, D-Optimal ya da F-Optimal gibi) en yüksek değere getiren ve zamanla değişken bir profil türetilmiştir. Enformasyon ya da Bilişim Matrisleri bir rastgele değişkenin bağımlı olduğu parametrelerle ilgili ne kadar bilgi içerdiğini gösteren istatistiksel ölçütler olduklarından hedeflenen amaçlarla kullanımı uygun görülmektedir. Bu projede de Fisher Enformasyon Matrisinin D-Optimal ölçütü kullanılarak Fourier Serisi formunda ki bir uyaranın kendi parametreleri hesaplanacak ve arkasından değiştirilmiş bir Wilson-Cowan modeline uygulanarak parametre kesitirimi yapılacaktır. Kestirim işleminde birleşik en yüksek olabilirlik yöntemi kullanılmaktadır. Yapılan benzetimlerde doğru olduğu bilinen parametrelerle model çözüldükten sonra elde edilen ateşleme hızı verisi kullanılarak Poisson süreci benzetimi yapılacak ve elde edilen zamanlamalar algoritmaya atım dizisi biçiminde ki yanıt verisi olarak sağlanacaktır. Verilerin istatistiksel boyutu olması nedeniyle sağlıklı bir analiz yapılabilmesi amacıyla her benzetim 20 defa tekrarlanmaktadır. Analizler farklı koşullar içinde tekrarlanmaktadır. Bunlar farklı örnekleme sayısı, uyaran derecesi (alt parça sayısı), taban frekans ve genlik değerleridir.
Farklı Derin Öğrenme Teknikleri ve Meta-sezgisel Algoritmalara Dayalı Tıbbi Veri Kümesi Sınıflandırması
(2023) Kadhım, Yezı Alı; Mıshra, Alok; Doruk, Reşat Özgür; Software Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Tıp, bilgisayar bilimindeki ilerlemenin önemli ilerleme kaydettiği alanlardan biridir. Bilgisayarların Tıpta kullanımı kesinliği artırır ve veri işlemeyi ve teşhisi hızlandırır. Şu anda, derin öğrenme algoritmalarının önemli bir rol oynadığı çeşitli bilgisayar destekli teşhis sistemleri bulunmaktadır. Daha hassas ve daha hızlı sistemlere ihtiyaç vardır. Bilgisayar destekli teşhis (CAD), yıllar içinde teşhis tahmini için etkili ve doğru bir yöntem olduğunu kanıtlamıştır. Bu çalışma, teşhisi olabildiğince doğru bir şekilde gerçekleştirmek amacıyla otomatik bir CAD sisteminin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Derin öğrenme yöntemleri, tıbbi görüntü veri kümeleri üzerinde etkileyici sonuçlar üretebilmiştir. Bu tezde, iki farklı tıbbi veri kümesinden COVID-19, ve birkaç tıbbi veri seti tespitini kapsayacak şekilde en uygun özellikleri seçmek için meta-sezgisel yöntemin yardımıyla beyin tümörü. Birkaç önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağı (CNN) AlexNet, GoogleNet, ResNet 50 ve DenseNet 201'in ilk kombinasyonu, üç tür Meta-Sezgisel Algoritma Karınca Kolonisi Optimizasyon algoritması (ACO), Particle Swarm Optimization algoritması (PSO), ve Genetik Algoritma (GA). İkinci kombinasyon, verilerin orijinal performansını korurken veri kümesinin boyutunu küçültmeyi amaçlayan yenilikçi bir yöntem olan üç tür Meta-Sezgisel Algoritma ACO, PSO ve GA ile Otomatik kodlayıcıydı. Doğru bir teşhis gerçekleştirmek için meta-sezgisel algoritmalar ve denetimli makine öğrenimi algoritmaları ile birlikte derin öğrenme yöntemlerinin kullanılması. Özellik çıkarımı için önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları (CNN'ler) veya otomatik kodlayıcı kullanılırken, özellik seçimi ACO veya PSO veya GA kullanılarak gerçekleştirilir. Karınca kolonisi optimizasyonu, veri miktarını azaltırken en iyi optimum özelliklerin aranmasına yardımcı olur. Son olarak, tanı tahmini (sınıflandırma), öğrenilebilir sınıflandırıcılar kullanılarak gerçekleştirilir. Özelliklerin çıkarılması ve seçilmesi için yeni çerçeve, derin öğrenme, otomatik kodlayıcı ve ACO'ya dayanmaktadır. Önerilen kombinasyonun performansı, iki tıbbi görüntü veri seti kullanılarak karar ağacı (DT), destek vektör makinesi (SVM), k-en yakın komşular (KNN), topluluk, Naive Bayes ve diskriminant gibi sınıflandırıcılarla değerlendirilir: göğüs röntgeni (COVID-19 ve beyin tümörlerinin varlığının tahmini için CXR) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRI). Doğruluk, önerilen yaklaşımın performansını mevcut son teknoloji yöntemlerle karşılaştırmak için ana ölçü olarak kullanılır. Önerilen sistem, sırasıyla COVID-19 ve beyin tümörlerinin varlığını teşhis etmede diğer tüm yöntemleri geride bırakarak ortalama %99,61 ve %99,18 doğruluk elde ediyor. Elde edilen sonuçlara dayanarak, doktorların veya radyologların önerilen yaklaşımı COVID-19 hastalarının ve spesifik beyin tümörü olan hastaların teşhisinde güvenle kullanabilecekleri söylenebilir. Ayrıca bu tezde, farklı derin öğrenme tekniklerinin meta-sezgisel algoritma ile bir kombinasyonu, evrişimli sinir ağı veya otomatik kodlayıcı derin öğrenme yöntemlerinin her biri, iki farklı tıbbi veri setinden etkili özellikleri çıkarmak için uygulandı. Parçacık Sürü Optimizasyon Algoritması (PSO) tarafından elde edilen optimal özellikleri seçmek için meta-sezgisel yöntemin yardımıyla, yenilikçi bir yöntem olarak kabul edilen bu kombinasyon, verilerin orijinal performansını korurken veri kümesinin boyutunu küçültmeyi amaçlamaktadır. Kovid-19 veri seti, CNN-PSO-SVM kombinasyonu ile en yüksek doğruluğun %99,76 olduğunu ve ortak beyin tümörü veri seti için en yüksek doğruluk olarak %99,51'lik doğruluğun, otomatik kodlayıcı-PSO-KNN kombinasyon yöntemiyle elde edildiğini buldu. . Derin öğrenme yönteminin PSO özellik seçim algoritması ile kombinasyon modelinin, ACO algoritması ile aynı yönteme göre çok daha uzun zaman aldığını ve aynı zamanda PSO'nun doğruluğunun ACO doğruluğuna yakın olduğunu fark ettik.
Fitting a Recurrent Dynamical Neural Network To Neural Spiking Data: Tackling the Sigmoidal Gain Function Issues
(Tubitak Scientific & Technological Research Council Turkey, 2019) Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
This is a continuation of a recent study (Doruk RO, Zhang K. Fitting of dynamic recurrent neural networkmodels to sensory stimulus-response data. J Biol Phys 2018; 44: 449-469), where a continuous time dynamical recurrentneural network is fitted to neural spiking data. In this research, we address the issues arising from the inclusion ofsigmoidal gain function parameters to the estimation algorithm. The neural spiking data will be obtained from the samemodel as that of Doruk and Zhang, but we propose a different model for identification. This will also be a continuoustime recurrent neural network, but with generic sigmoidal gains. The simulation framework and estimation algorithmsare kept similar to that of Doruk and Zhang so that we can have a solid base to compare the results. We evaluatethe estimation performance in two different ways. First, we compare the firing rate responses of the original and theestimated model. We find that responses of both models to the same stimuli are similar. Secondly, we evaluate variationsof the standard deviations of the estimates against a number of samples and stimulus parameters. They show a similarpattern to that of Doruk and Zhang. We thus conclude that our model serves as a reasonable alternative provided thatfiring rate is the response of interest (to any stimulus).
Fitzhugh-nagumo Modelleri İçin Çatallanma Denetimi
(2018) Doruk, Reşat Özgür; Ihnısh, Hamza; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu yazıda tekil Fitzhugh-Nagumo (FN) nöron modelleri için teorik bir çatallanma denetim çalışması sunulmaktadır. Değişmekte olan parametreler için çatallanma analizleri MATLAB üzerinde çalışan MATCONT uygulaması ile yapılmıştır. Söz konusu analizde 5 Hopf (H) ve 1 adette Sınır Noktası/Eyer Dü˘gümü (LP) olgusuna rastlanmıştır. Hopf tipi çatallanmalar izdüşümsel denetim ile desteklenmiş arındırma süzgeçleri kullanılarak sağlanmıştır. Arındırma süzgeçleri birinci ve ikinci derece olarak uygulanmıştır. Birinci derece süzgeç ikinci dereceye göre daha avantajlı oldu˘gu anlaşılmıştır. Birinci derece süzgeç hem daha uygulanabilir olmakta hem de daha hızlı davranmaktadır. LP türü çatallanmalar için derecesinden bağımsız olarak arındırma süzgecinden yapılan çıktı geri beslemesi başarılı olamamakta ve bu nedenle birini derece süzgecle beraber birde zar potansiyelinden ek bir geri besleme alınmaktadır. Bunun dezavantajı süzgecin yüksek geçirgen niteli˘ginin bozulmasına neden olmakta ve LP denge noktasının korunmasına olanak vermemektedir. Bu soruna çözüm olması için doğrusal olmayan bir denetleyici tasarımıda gösterilmektedir. Bunun tek dezavantajı orjinal denge noktaları korunamaktadır. Sonuçlar benzetimlerle desteklenmektedir.
Fitzhugh-nagumo Nöron Dinamiği için Çatallanma Denetleyicisi Tasarımları
(2017) Ihnısh, Hamza; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışmada tekil Fitzhugh-Nagumo (FN) nöron modelleri için teorik bir çatallanma denetim çalışması sunulmaktadır. Değişmekte olan parametreler için çatallanma analizleri MATLAB üzerinde çalışan MATCONT uygulaması ile yapılmıştır. Söz konusu analizde 5 Hopf (H) ve 1 adette Sınır Noktası/Eyer Düğümü (LP) olgusuna rastlanmıştır. Hopf tipi çatallanmalar izdüşümsel denetim ile desteklenmiş arındırma süzgeçleri kullanılarak sağlanmıştır. Arındırma süzgeçleri birinci ve ikinci derece olarak uygulanmıştır. Birinci derece süzgeç ikinci dereceye göre daha avantajlı olduğu anlaşılmıştır. Birinci derece süzgeç hem daha uygulanabilir olmakta hem de daha hızlı davranmaktadır. LP türü çatallanmalar için derecesinden bağımsız olarak arındırma süzgecinden yapılan çıktı geri beslemesi başarılı olamamakta ve denge noktaları korunamamaktadır. Karşılaştıma amacıyla ayrıca kutup yerleştirme yöntemine dayalı tam hal geri beslemeli bir uygulama da gösterilmektedir. Kutup yerleştirmeye dayalı yöntemlerde denge noktalarının orjinal değerlerinde kalması beklenmemektedir. Bu nedenle arındırma süzgeçleri tercih edilirler. Yapılan tüm tasarımlar sayısal benzetimler aracılığıyla sınanmışlardır.
Geri Adımlama Tekni˘gi ile Bir Dc Motorun Konum ve Hız Kontrolü
(2018) Doruk, Reşat Özgür; Zuglem, Ahmed; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışmada Lyapunov’un ikinci kararlılık yönteminin bir özyinelemeli biruyarlaması olan geri adımlama yöntemi fırçalı bir doğru akım motorunun denetimineuygulanmaktadır. Bozucu etkilerden bağımsız bir ortamda hem hız, hem de konumdenetiminde başarı ile uygulanabildiği görülen yöntemin bozucu etkiler altındakiperformasını inceleyebilmek için hem teorik hem de benzetim tabanlı analizler yapılmıştır.Teorik incelemede girdiden-duruma kararlılık kuramından yararlanılmıştır. Bu noktadagirdi bozucu etkileri (bozucu torklar) temsil etmektedir. Yöntem uygulandığında, denetimkazançlarının seçiminde bir alt sınırın var olduğu ve bozucu etkilerden bağışık ortamdaolduğu gibi serbest seçilmesinin uygun olmayabileceği anlaşılmaktadır. Benzetimlerdeise bozucu etkiler rastgele sinyaller olarak modellenmiş olup, denetim kazançlarıyükseltildiğinde bozucu etkilerin baskılanabildiği gözlemlenmektedir. Geri adımlamatekniğinin bozucu etkiler altında kararlılık analizi ile birlikte doğru akım motorunundenetimine uygulanması literatüre önemli bir katkı sunmaktadır.
Güç Sistemleri için Doğrusal Olmayan Senkron Jenaratör Denetleyicisi Tasarımı
(2017) Al-akam, Mohammed Shakır Mahmood; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu çalışma sonsuz bara bağlı ve küçük bir elektrik şebekesine bağlı senkron bir jenaratörün denetimi üzerinde durulacaktır. Bu noktada girdiden çıktıya geri beslemeye dayalı doğrusallaştırma yaklaşımı ile sistemler doğrusallaştırılmakta olup yük açısı ve sonuç voltajının denetimi yapılmaktadır. Yapılan çalışmaların performansı benzetimler yoluyla doğrulanmaktadır. Sonuçlar algoritmanın başarılı olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Yük açısı, sonuç voltajı, senkron jenaratör denetimi, girdi-çıktı doğrusallaştırması
Hipotalamus-hipofiz-adrenal Ekseninin Doğrusal Olmayan Denetimi
(2019) Mohsın, Ahmed Hefdhı Mohsın; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu tez çalışmasında canlıların sirkadyen ritm ve immünolojik strese verilen fizyolojik yanıt mekanizmasında önemli rol oynayan hipotalamus-hipofiz-adrenal ekseninin otomatik denetimine ilişkin bir çalışma sunulmaktadır. Hipotalamus-hipofiz-adrenal ekseninin matematiksel modeli doğrusal olmayan türevsel denklemlerden meydana gelmektedir. Bu nedenle geri adımlamalı ve geri beslemeye dayalı doğrusallaştırma olarak bilinen doğrusal olmayan denetim yöntemleri tercih edilmektedir. Denetim mekanizmasında girdi adrenokortikotropin enjeksiyonu olup, denetimde aynı hormonunun ve kortizolün plazma derişim düzeyleri ölçülerek işlem yapılmaktadır. Kortizolün günlük ritmini koruyabilmek için yukarıda bahsedilen denetleyiciler adrenokortikotropin hormonunun enjeksiyonunu ayarlamak suretiyle kortizolün belirlenen periyodik sinüzoidal bir ritmi takip etmesini sağlar. İlk yapılan benzetimlerde negatif değerli derişimler görüldüğünden denetim kazançlarının değiştirilmesi gerekli olmuştur. Bu işlemleri yaparken geri adımlamalı ve geri beslemeye dayalıu doğrusallaştırmaya dayalı denetim süreçlerinde kazançlar ayrı ayrı ayarlanmak durumunda kalınmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, gerek geri beslemeye dayalı doğrusallaştırma gerekse de ger adımlamalı denetimlerde kazançları uygun şekilde seçmek kaydıyla iyi performans elde edilmiştir. Kazançları seçerken öncelikli olarak negatif değerli derişimlerin oluşmamasına dikkat edilmiştir. Bunun yanı sıra derişim profilinde titreşim oluşmamasına da özen gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Hipotalamus-Hipofiz-Adrenal ekseni, homeostazi, sirkadyen ritmler, geri adımlamalı denetim, geri beslemeye dayalı doğrusallaştırma.
Lazer Kaynaklı Kırılma Spektroskopisiyle Farmasötik ve Mineral Numuneleri Üzerinde Pca Kombine Makine Öğrenme Tekniklerine Ön İşleme Yapılmasının Performans Değerlendirmesi
(2023) Yazıcı, Göktuğ; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Lazerle indüklenen kırılma spektroskopisi (LIBS), malzeme tanımlama ve analiz için kullanılan hızlı bir optik atomik emisyon spektroskopisidir. Yerinde analiz, titiz numune işlemenin kaldırılması ve değerlendirilmekte olan madde için mikro yıkıcı özelliklerin avantajlarına sahiptir. LIBS, malzemeyi belirli bir eşiğe uyarmak için kısa lazer ışını patlamaları kullanır ve bu plazma oluşumuyla sonuçlanır. Dalga boyu değeri ve yoğunluk genliğini içeren plazma özellikleri, deneyin malzemesi ve çevresinden etkilenir. Bu çalışmada LIBS kullanılarak ilaç ve mineral örneklerinin spektrum profilleri elde edilmiştir. Farmasötik numunelerin toplanması, her iki parasetamol bazlı ilacın, Aferin ve Parafon'un iki farklı konsantrasyonundan oluşur. Alüminyum (Al), Bizmut (Bi), Bakır (Cu), Demir (Fe), Manganez (Mn), NikelAlüminyum (NiAl), Kalay (Sn), Çinko (Zn) mineral verisetindeki numunelerdir. Numunelerin spektrum verileri, eksik değerlerin şekli koruyan parçalı kübik spline enterpolasyonu ile değiştirilmesi, çeyreklere dayalı aykırı değerlerin doldurulması, gürültüyü gidermek için spektrumların yumuşatılması ve hem dalga boyu hem devi yoğunluk eksenlerinin normalleştirilmesiyle veri ön işleme yöntemlerine tabi tutulmuştur. İstatistiksel bilgiler elde edilmiş, ve hem önceden işlenmiş hem de ham veri kümeleri temel bileşen analizine (PCA) tabi tutulmuştur. Makine öğrenimi modelleri, iki farklı eğitim testi bölümü kullanılarak oluşturulmuştur: %70 eğitim - %30 test ve %80 eğitim - %20 test. Modellerin aşırı uyumlanmasını önlemek için çapraz doğrulama kullanılmış olup, bu nedenle örnek boyutu minimumdur. Her iki bölümün de önceden işlenmiş ve ham veri kümelerinden elde edilen makine öğrenimi sonuçları karşılaştırılmıştır. Karar Ağaçları, Diskriminant, Naïve Bayes, Destek Vektör Makineleri (SVM), k-NN(k-En Yakın Komşu) Topluluk Öğrenmesi ve Sinir Ağı algoritmalarından oluşan; hem parasetamol bazlı farmasötik numunelerin hem de 8 farklı mineral numunelerin LIBS veri setlerine, ve bunların hem ön işlemeye tabi tutulmuş hem de ham veri setlerine, ön işlemenin etkisini gözlemlemek için uygulandığı ilk çalışmadır.
Manipulandumun Dinamik Çözümü, Empedans Kontrolcü Tasarımı ve Protatiplenmesi
(2024) Yıldıran, Yaşar; Doruk, Reşat Özgür; Arıkan, Kutluk Bilge; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu tezde, insanın üst koluyla etkileşime giren manipulandumun dinamik çözümünü, kontrolcü tasarımını, model simülasyonunu ve simülasyon sonuçlarını açıklamaktadır. Bu alandaki manipulandum tasarımı, insanın motor öğrenme becerilerini anlamak için insan-makine etkileşimi deneylerinde kullanılmaktadır. Tıp alanında deney konusu ele alınırken, uygun manipulandum tasarımı mühendislik alanının konusudur. Bu makalede cihazın mühendislik özellikleri değerlendirilmiş, matematiksel modeli elde edilmiş, dinamik model simülasyonu yapılmış ve kontrol elemanları incelenmiş ancak bu cihazın tıp bilimine hizmet eden deneysel kullanımı bu bağlamda ele alınmamıştır. Manipulandum için konsept tasarım yapılmış ve buna göre kinematik model oluşturularak manipulandumun hareket parametreleri elde edilmiştir. Euler Lagrange Metodu (ELM) ile elde edilen dinamik model, Simulink ortamında Simulink Simscape Multibody (SSM) ile elde edilen sistem modeli ile karşılaştırılmış; Model parametrelerinin (sürtünme katsayıları, eylemsizlik momenti vb.) tutarlılığı karşılıklı olarak kontrol edilmiştir. İnsan-manipulandum etkileşimi için empedans kontrolcüsü tasarlanmıştır. Kontrolörcünün her iki dinamik model üzerindeki başarısı incelenerek sonuçlar değerlendirilmiştir.Anlamlı bir konum ve kuvvet kontrolü elde edebilmek için eyleyicilerin modele uyguladığı torklar ile uç efektöre uygulanan kuvvet arasında orantılı bir büyüklük ilişkisi olması gerektiği anlaşılmaktadır. Bu çalışma kapsamında manipulandum dinamik modelleri, empedans denetleyici ve bunların simülasyonlarının tamamlanmasının yanı sıra tez kapsamında manipulandum prototipi de gerçekleştirilmiştir. Prototipten beklentiler büyük ölçüde karşılanmıştır.
Neuron Modeling: Estimating the Parameters of a Neuron Model From Neural Spiking Data
(2018) Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
We present a modeling study aiming at the estimation of the parameters of a single neuron model from neuralspiking data. The model receives a stimulus as input and provides the firing rate of the neuron as output. The neuralspiking data will be obtained from point process simulation. The resultant data will be used in parameter estimationbased on the inhomogeneous Poisson maximum likelihood method. The model will be stimulated by various forms ofstimuli, which are modeled by a Fourier series (FS), exponential functions, and radial basis functions (RBFs). Tabulatedresults presenting cases with different sample sizes (# of repeated trials), stimulus component sizes (FS and RBF),amplitudes, and frequency ranges (FS) will be presented to validate the approach and provide a means of comparison.The results showed that regardless of the stimulus type, the most effective parameter on the estimation performanceappears to be the sample size. In addition, the lowest variance of the estimates is obtained when a Fourier series stimulusis applied in the estimation.
Simülasyon ve Gerçek Ortamda X-Band'da Düşük Radar Kesitli İHA'nın Modellenmesi
(2025) Ünalır, Dizdar; Doruk, Reşat Özgür; Aydın, Elif; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bu tezde, düşük RKA değerli bir İHA hem simülasyon hem de gerçek ortamda modellenmiş ve ölçülmüş, ayrıca sonuçlar incelenerek model en düşük RKA değerlerine sahip olacak şekilde iyileştirilmiştir. Hesaplamalı yöntemler arasında en yaygın kullanılan RKA tahmin programlarından biri olan CST, düşük RKA değerli İHA'yı modellemek ve simülasyon ortamında ölçmek için kullanılmıştır. Önerilen RKA Azaltma tekniği, modelleme aşamaları ve düşük RKA değerli İHA'nın parçalarında dikkat edilmesi gereken hususlar tanımlanmış ve simülasyon ortamında belirtilmiştir. Tüm ölçümler 360 derecelik görünüş açısında (1 derece hassasiyette) ve X-Band'da hem dikey hem de yatay polarizasyonda alınmıştır. Düşük RKA değerli İHA simülasyon ortamında modellendikten ve düşük RKA değerleri kanıtlandıktan sonra, profesyonel bir 3 boyutlu yazıcı yardımıyla gerçek ortamda modellenmiştir. Gerçek ortamda, düşük RKA değerli İHA'nın saçılma alanı parametreleri Vektör Ağ Analizörü (VNA) ile ölçülmüş ve saçılma alanına dayalı bir formül kullanılarak RKA parametreleri hesaplanmıştır. Gerçek ortam testleri için, tüm ölçümler 360 derecelik görünüş açısında (10 derece hassasiyette) ve X-Band'da hem dikey hem de yatay polarizasyonda alınmıştır. Ölçülen ve hesaplanan gerçek ve simüle edilmiş ortam sonuçları karşılaştırılarak sonuçların birbirine benzer olduğu kanıtlanmıştır. Hem simülasyon hem de gerçek ortamdaki sonuçlar, önerilen RKA azaltma tekniğinin yardımıyla, İHA'daki RKA değerlerinin önemli ölçüde azaldığını göstermektedir. Son olarak, en düşük RKA değerleri, Düşük-RKA İHA incelenip yeniden geliştirilerek Geliştirilmiş İHA ile elde edilmiştir.
Sinaptik Olarak Kuple Edilmiş Hodgkin-huxley Nöronlarının Geri Beslemeli Denetimi
(2021) Zargoun, Abobakar; Doruk, Reşat Özgür; Electrical-Electronics Engineering; 06. School Of Engineering; 01. Atılım University
Bir çift özdeş Hodgkin-Huxley nöron modeli, bir boşluk kavşağı (elektriksel sinaps) vasıtasıyla kuple edilmektedir. Bu nöronlar, harici bir akım tarafından uyarılırlar. Sistem doğrusal olmayan bir elektrik devresi, sinaptik boşluk ise bir elektriksel iletkenlik olarak modellenmektedir. Sistemin tamamı doğrusal olmayan çok girişli, çok çıkışlı (MIMO) bir yapı olarak karşımıza çıkar. Çatallanma teorisini ve MATLAB tabanlı MATCONT adlı paket yazılım kullanılmak suretiyle çatallanmaya yol açan nöron parametrelerini izlenmekte olup söz konusu koşullar belirlenerek kayıt altına alınmaktadır. Bu çalışmada küple edilmiş Hodgkin-Huxley modelinin parametreler, ve sinaptik iletkenliğin seçilen farklı değerleri için ayrı ayrı incelemeler yapılmıştır. Sinaptik iletkenliğin ve nöronların parametrelerinin değişik değerleri için çatallanmalar MATCONT kullanılarak incelenmiştir. Daha sonra, çatallanma olgusundan kaynaklı olduğu zar potansiyeli salınımlarını söndürmek için ikinci dereceden arındırma süzgeci tabanlı denetleyiciler kullanılmıştır. Bu denetleyici mevcut çatallanmaları kontrollü elektrik akımı uygulayarak denetim altına almaktadır. Döngünün tamamlanabilmesi için süzgeç çıkışının bir kazanç ile işlenmesi gerekmektedir. Bunun için izdüşümsel denetim yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntem tam durum geri beslemeli doğrusal karesel denetleyiciyi (LQR) süzgeç çıkışından geri besleme yaparak yaklaşık olarak elde etmeyi hedefler. Arındırma süzgeçleri yalnızca zar potansiyellerini işler ve izdüşümsel denetim süzgeç çıkışını bir kazanç yoluyla nörona bir akım enjeksiyonu olarak uygulanmasını sağlar.