Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

ÖZBEY Aydın ,

Danışman : Doç. Dr. Erol UZAL

Anabilim Dalı : Makine Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2006

Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Erol UZAL (Danışman) Prof.Dr. Nurkan YAĞIZ Prof.Dr. Salim ÖZÇELEBİ

Yrd.Doç.Dr. Cüneyt FETVACI

Doç.Dr. Mukten UĞUR

Ters İkili Sarkacin Modelleme Ve Kontrolü

Bu çalışmada ters ikili sarkaç sistemi modellenerek bir kontrolcü geliştirilmiştir. Öncelikte problem tanıtılmış ve konu üzerinde yapılmış çalışmalar incelenmiş, daha sonra çalışma esnasında kullanılacak yöntemler hakkında genel bilgiler verilmiştir. Ters ikili sarkaç için bir kontrolcü geliştirme amacıyla öncelikle ters sarkaç problemi incelenmiştir. Geliştirilen ve başarılı olan kontrol kanunu ters ikili sarkaç üzerinde denenerek başarılı olduğu görülmüştür.

Geliştirilen kontrol kanunları lineerize edilen sistem üzerinden tasarlanan tam durum geri beslemesi ve nonlineer sistem için tasarlanan geri besleme ile lineerleştirme yöntemlerinin kademeli olarak kullanılması esasına dayanmaktadır. Son bölümde geliştirlen kontrol kanunu irdelenerek gelecek çalışmalar için öneriler sunulmuştur.

Modelling And Control Of Double Inverted Pendulum

Double inverted pendulum system is modeled and a controller is developed. After the problem is introduced, previous relevant work is shortly described, and general information about the methods and concepts to be used in this thesis is given. The inverted pendulum problem is first examined with the aim of developing a control law for the double inverted pendulum. The control law developed for the inverted pendulum problem was extended to the case of double inverted pendulum and gave successfull results.

SANDAL Barış ,

Danışman : Prof.Dr. Salim ÖZÇELEBİ

Anabilim Dalı : Makine Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2006

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Salim ÖZÇELEBİ (Danışman)

Prof.Dr. Feridun ÖZGÜÇ

Prof.Dr. Cem PARMAKSIZOĞLU

Doç.Dr. Erol UZAL

Doç.Dr. Serdar BARIŞ

Güneş Enerjili Konut Isıtma Sistemlerinin F-Grafik Yöntemi İle Optimum Boyutlandırılması

Sunulan çalışmada, sıvı akışkanlı sistemler esas alınarak, güneş enerjili (güneş enerjisi destekli) konut ısıtma sistemlerinin boyutlandırılması için sistem tasarımının nasıl yapılacağı ve optimize edileceği incelenmiştir.

Çalışmanın ilk kısmında literatür araştırması yapılmış ve yer yüzüne gelen anlık ve günlük güneş ışınımının belirlenmesinde ve güneş enerjili sistemlerinin performanslarının hesaplanmasında kullanılan yöntemler tanıtılmıştır daha sonra da çalışmada kullanılan yöntemler detaylı olarak anlatılmıştır.

Sunulan çalışmada

Yeryüzündeki yatay ve eğik düzlemlere gelen anlık ve günlük ışınımların hesaplanması için Ångsrtöm-Prescott yöntemi kullanılmıştır.

Güneş enerjili konut ısıtma sistemlerinin boyutlandırılması için bilinmesi gereken güneş enerjisinden faydalanma oranının hesaplanması f-grafik yöntemi ile yapılmıştır.

Optimum faydalanma oranının hesaplanmasında ise ömür boyu maliyet yaklaşımı ve bugünkü değer yönteminden yararlanılmıştır.

Optımal Sızıng Of Resıdental Solar Heatıng Systems By The F-Chart Method

In this study, system design and optimization issues for liquid-based solar space heating systems are addressed. In the first part of the study literature survey was made and methods for determining hourly and daily solar radiation and computing long-term performance of solar heating systems were introduced; later details of the methods used in the study were given In this study

Ångsrtöm-Prescott method was used in computing hourly and daily radiation on horizontal and tilted surfaces on earth.

F-chart method was used in computing fraction of heating load supplied by solar energy needed to size solar space heating system.

Life cycle costing approach and present value method were used in computing optimum fraction of heating load supplied by solar energy.

ÇELİKEL Hüseyin Kutay ,

Danışman : Prof.Dr. Nurkan YAĞIZ

Anabilim Dalı : Makine Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2006

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nurkan YAĞIZ (Danışman)

Prof. Dr. Salim ÖZÇELEBİ

Doç Dr. Erol UZAL

Doç.Dr. Rahmi GÜÇLÜ

Y.Doç.Dr. Mutlu TUNÇ

Taşıt Süspansiyon Sistemlerinin Bulanık Mantık Ayarlı Pıd Kontrolü

Taşıt süspansiyon sistemlerinin tasarımları yapılırken, güvenli bir yol tutuş ve seyir konforu için, yay sabitleri ve amortisör sönümleme katsayıları en uygun biçimde seçilir. Ancak her ne kadar uygun katsayı seçimi yapılsa dahi, taşıtın yol girişlerine bağlı maruz kaldığı titreşimlerin en kısa zamanda sönümlenmesine olanak sağlanamaz. Bu oluşan mekanik titreşimler ancak uygulanacak olan kontrolcü kuvvetleri ile sönümlenebilir ve böylelikle de taşıta güvenli bir seyir ile birlikte seyir konforu da sağlanmış olunur.

Taşıt süspansiyon sistemlerinin kontrol metodlarında değişik yöntemler mevcuttur. Bu yöntemlerin çoğu, taşıtın maruz kaldığı mekanik titreşimleri sönümler. Bu uygulanan kontrol metodlarından biri de PID (Proprtional-Integrative-Derivative) kontrol yöntemidir. Yöntemin taşıtlarda olduğu gibi sanayide de geniş kullanım alanları mevcuttur. Taşıtlarda kullanılması mümkün olan PID kontrol yöntemi her ne kadar oluşan mekanik titreşimleri sönümleyebilse de yöntemin bir eksik yanı vardır ki bu da PID katsayılarının sabit oluşudur. Oysa taşıtlar parametrik olarak değişken yapılı sistemlerdir. Örneğin bir taşıt için tasarlanan PID kontrolcü katsayıları sabit olduğu için, taşıtın kütlesi arttığında, aks mesafesi değiştiğinde, taşıtın ağırlık merkezi değiştiğinde, ön ya da arka aks kütleleri değiştiğinde ya da en önemlisi taşıta ait yol girişi değiştiği zaman oluşan mekanik titreşimlerin istenilen biçimde sönümlenmemesine neden olmaktadır. Bu nedenle PID konrolcülerin taşıtta kullanılması pek anlam ifade etmez.

Taşıt süspansiyon sistemlerinin kontrolünde kullanılan diğer bir yöntem de bulanık mantıklı kontrolcü uygulamalarıdır. Bulanık mantıklı kontrolcüler gerek sisteme kolay uygulanabilirlikleri, gerekse de tasarımlarının kolaylıkları bakımından tercih edilmektedirler. Gerek sanayide gerekse de taşıtların süspansiyon sistemlerinin tasarımlarında tek bir kontrolcü yerine birden fazla kontrolcü kullanılmakta, böylelikle iki kontrolcünün birleşmesinden oluşan bu yeni kontrolcü bir kontrolcünün eksikliğini giderebildiği gibi diğerinin üstün taraflarını da sisteme aktarabilmektedir.

Bu düşünce ile bu çalışmada, yukarıda bahsi geçen mühendislik probleminin çözümü için tezde de anlatılacağı gibi PID katsayıları, bulanık mantıklı başka bir kontrolcü vasıtasıyla ayarlanacak ve yol girişine bağlı oluşan titreşimlerin sönümlenmesi için en uygun katsayılar dinamik olarak belirlenecektir. Bu çalışma mevcut kullanılan kontrol yöntemlerine yeni bir yaklaşım ve yenilik getirmekle birlikte, başka geliştirilecek olan yeni kontrol yöntemlerine de şüphesiz bilimsel ve teknolojik katkılar sağlayacaktır.

Fuzzy Logıc Tuned Pıd Control Of Vehıcle Suspensıon Systems

When designing the vehicle suspension systems for a safety ride comfort, suspension spring and damper coefficients have to be chosen reasonably. In spite of proper coefficient choice, it may be inadequate to damp vehicle’s mechanical vibrations related with road input. These mechanical vibrations can be suppressed with the controller forces thus, safe ride comfort can be provided.

There are several control methods for vehicle suspension systems. Most of these methods suppress the mechanical vibrations of the vehicle. One of them is PID (Proportional-Integrative-Derivative) controller and is not only used in vehicle suspension systems but also in industry. PID control method is used in vehicle suspension systems to reduce mechanical vibrations but, there may be problems with this method. Unfortunately PID coefficients are constant. Vehicles are also parametrically variable systems. For instance, PID controller coefficients are static. When vehicle mass increases, axis distance changes, vehicle’s center of gravity changes, anterior or posterior axis mass changes or the most important of all, the road input related to the vehicle changes, the vibrations may not be damped as desired. Hence, to use PID controllers in vehicles do not make much sense.

An alternative method in designing vehicle suspension systems is using fuzzy logic controller. Fuzzy logic controller is prefered because of its simple application and design. In vehicle suspension systems design and industry, in stead of using a single controller, a combination of two controller might give a better result. This new controller could eliminate the deficiency of one controller and hand on the advantage of the other controller.

In this study, a solution to an engineering problem as mentioned above, PID constants are tuned by a fuzzy logic controller to suppress vehicle vibrations related to road input dynamically. This study brings a new approach to develop control methods, and also it will certainly make a scientific and technologic contribution and improvement of present control methods.


BİLĞİÇ Boğaç ,

Danışman : Prof. Dr. Nurkan YAĞIZ

Anabilim Dalı : Makina Mühendisliği

Programı (Varsa) :

Mezuniyet Yılı : 2007

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nurkan YAĞIZ (Danışman)

Prof. Dr. Salim ÖZÇELEBİ

Doç.Dr. Erol UZAL

Doç.Dr. Rahmi GÜÇLÜ

Y.Doç.Dr. Banu KÖRBAHTİ

Taşıt Süspansiyon Sistemlerinin Mr Sönümleyici Kullana-Rak Kontrolü

Yarı-aktif süspansiyon sistemleri, aktif süspansiyon sistemlerine göre çok daha az güç tükettikleri için birçok uygulamada tercih edilirler. Özellikle MR sönümleyici kullanarak tasarlanmış yarı-aktif süspansiyon sistemleri, sağladıkları sönüm katsayısını değiştirebilme özelliği sayesinde, iyi bir titreşim kontrolü sağlarlar. Tezin ilk bölümlerinde, çeyrek taşıt modeli modellenmiş ve incelenmiştir. Sonra ideal bir yarı-aktif sitemin ne kadar başarılı olacağını anlayabilmek için, PID kontrolcü, bulanık mantıklı kontrolcü ve kayan kipli kontrolcü kullanılarak MR damper modeli olmaksızın, sönüm katsayısı istenildiği gibi değiştirilerek kontrol sağlanmıştır. Bunlara ek olarak, bir yarı-aktif kontrol metodu olan Sky-hook’da denenmiştir. Aktif kontrol metotları, yarı-aktif sistemlere uyarlanmışlardır. Daha sonra MR sönümleyicinin matematiksel modeli ele alınmış ve bunun kontrol metotları üzerine etkisi incelenmiştir. Bu model sayesinde gerçeğe daha fazla yaklaşılmıştır.

Son olarak, MR sönümleyici için en uygun olan kontrol metotları birçok simülasyon aracılığıyla karşılaştırılmış ve en iyi olan tespit edilmeye çalışılmıştır.

Control Of Vehıcle Suspensıon Systems Usıng Mr Dampers

Since power consumption of the semi-active suspensions are less than the active suspensions, they are preferred in many applications. Especially, the semi-active suspension designs equipped with MR dampers give the ability to change the damping coefficient which results in better vibration control. In this thesis, first, the quarter car model is obtained. Then, in order to determine the vibration suspension limits of the ideal semi-active system without MR damper, different control methods such as PID control, fuzzy logic control and sliding mode control were used. Additionally, certain semi-active control methods such as sky-hook were used. Also, certain active control methods were resembled by using semi-active control methods. Then, the mathematical model of the MR damper was obtained and added to system. The effects of the MR damper on the control methods were determined. By using propped models, it was aimed to reach to the real cases.

Finally, the control methods, which best fit the MR damper, where investigated and they were compared by extensive simulations.


ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

TİRYAKİ Volkan Müjdat ,

Danışman :Prof. Dr. Ekrem MANİSALI

Anabilim Dalı :Endüstri Mühendisliği

Programı (Varsa) :

Mezuniyet Yılı :2006

Tez Savunma Jürisi :Prof. Dr. Ekrem MANİSALI (Danışman)

Prof. Dr. Elimhan MAHMUDOV

Prof. Dr. Necmettin AKTEN

Prof. Dr. Salim ÖZÇELEBİ

Doç. Dr. Şakir ESNAF
Bulanık Mantık Filo Modeli Yönetiminde

Karayolu trafiği problemlerinin oldukça arttığı, üç tarafı denizlerle çevrili İstanbul’da, denizyolu ile yapılan yolculuklar önemli bir ulaşım alternatifi oluşturmaktadır. Denizyolu taşımacılığı birim taşıma maliyeti düşük olan toplu taşıma sistemlerinden biridir.

Günümüzde denize kıyısı olmayan ülkelerin bile denizlerde bayrak dolaştırdığına şahit olunmaktadır. İki büyük yarımadadan oluşan Türkiye için hem iç ticaret, hem de dış ticaret açısından deniz ulaştırmacılığının kitlesel taşıma imkanı vermesi ve bunun sonucu olarak ekonomik olmasının büyük önemi vardır. Hem iskelelerden hem de gemilerden yüksek verim alınabilecek tarife oluşturulmasının, yük ve yolcu taşımacılığında büyük önemi vardır. Tarife oluşturma işleminin literatürdeki adı gemi çizelgelemedir(ship scheduling).

Gemi çizelgelemede dikkate alınması gerekenler iskelelerde inen ve binen yolcu sayıları, iskele kısıtları, gemilerin yolcu kapasitesi ve gemilere özgü kısıtlardır. Yeni bir iskele maliyeti oldukça yüksek ve birçok iskeleye sadece bir gemi yanaşabildiğinden, mevcut filodaki gemilerin iskelede bekleme sürelerinin belirlenmesi çok önemlidir. Mevcut tarife iskele kısıtlarına göre uzman kişiler tarafından yapılmıştır. Bu çalışmada rotası belli olan bir deniz filosu için yeni bir tarife oluşturulmuştur. Yeni tarifede bulanık modelleme ile elde edilmiş bekleme süreleri kullanılmış ve önceki tarifeye göre sapmalar en aza indirilmiştir.

İskelelerde bekleme süresinin hesaplanması inen ve binen yolcu sayısı ile iskele kısıtları gözönüne alınarak yapılmıştır. İnen ve binen yolcu sayılarının bekleme süresini etkilemesinde çeşitli belirsizlikler olmasından dolayı bulanık mantık modelleme kullanılmıştır. Girdi değişkenleri olarak inen ve binen yolcu sayıları, çıktı değişkeni olarak ise iskelede bekleme süresi alınmıştır. İnen ve binen yolcu sayısının bekleme süresine bağlılığının anlaşılabilmesi için zaman ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen bu gerçek veriler Wang-Mendel Nöro-Bulanık Kural Çıkarım Metodu ile işlenerek, iskelede bekleme süresini hesaplayan bir model üretilmiştir. Bu modelle tüm iskeleler için ayrı ayrı bekleme süreleri hesaplanmıştır. Elde edilen yeni bekleme süreleri ile yeni bir tarife oluşturma yoluna gidilerek iskelelerin ve gemilerin verimli bir şekilde kullanılması amaçlanmıştır.

Fuzzy Logic Modelling Of Fleet Management

Sea transport forms an important mode and an alternative for the existing transport systems for Istanbul which is surrounded by sea by three sides and having had increasing traffic problems. Maritime logistics is one of the most economic mass transportation systems.

Nowadays, it is seen that even the land-locked fly flags at sea. Maritime logistics, which grants means of mass transportation, as well as being economic for both internal and external trades, is very important for Turkey consisting of two big peninsulas. It is extremely impotant to make an efficient timetable in order to use both ships and quays. Making timetable for ships is called ship scheduling in its literature.

The number of passengers in and out of ships, the quay constraints, passenger capacity of the ships and the other specific constraints of conveyance should be considered when constructing a ship schedule. As the cost of constructing a new quay is very high and usually only one ship can be alongside to a quay, it is very important to determine the waiting time at the quays. The existing schedule is constructed by specialists. In this study a new schedule is constructed in which the route is known. In the new schedule, without changing the last quays’ arrival time, the waiting time in the quays are decreased. The investigations showed that the waiting time in the quays should be determined according to the number of passengers transferred and the quay constraints in each quay.

The calculation of waiting time in the quays were done by considering the number of passengers and the quay constraints. Beacause of the uncertainity of the effect of the number of passengers on waiting time in quay, fuzzy logic modelling is used. The number of passengers in and out of the ships are inputs, and the waiting time is the output of the model. Real time measurements were done in order to understand the relation between input and output layer variables. These real values are used to construct the rule base in the model with Wang-Mendel Neuro-Fuzzy Rule Generation Method. The waiting time in the quays were calculated with this model. The obtained values were used in the new schedule in order to use the quays and ships more efficiently.