FBE- Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 201
  • Öge
    Automated lane change decision making for autonomous vehicles using machine learning techniques
    (Graduate School Of Science Engineering And Technology, 2020) Nasırı, Mehdi ; Günel Öke, Gülay ; 638083 ; Department of Control and Automation Engineering
    Autonomous cars play a significant role in the future of transportation. Due to the progress in Artificial Intelligence, it is anticipated that future smart cars and trucks will be driverless, accident avoiding, and efficient. They eliminate human driving errors and supply safe travel by reducing reaction time lag and safe lane change. To reach these goals, automakers have invested in the research areas regarding the current challenges to reach the expected results. Following the recent advancement in machine-learning algorithms, it is expected that driver-less cars will appear in the market within the next two decades. Self-driving cars received considerable attention during the past ten years. The concurrency of this attention with the rise of deep learning and deep reinforcement learning algorithms is not a coincidence. Deep learning algorithms found their path into the autonomous vehicle applications first by applying convolutional neural networks (CNN) to image classifications. The obtained promising results have motivated researchers in the area of the autonomous vehicles to utilize deep neural networks in the perception layer of the advanced driver-assistance systems (ADAS). The perception layer in ADAS is responsible for detecting and classifying actors surrounding the ego vehicle, e.g., cars, pedestrians, and cyclists. After creating a bird-eye-view (BEV) mapping of the environment, the sensor fusion layer identifies and tracks the other actors in the scene. Then, a decision-making algorithm produces high-level actions - e.g., ChangeLane, Accelerate, or Stop - to minimize a pre-defined cost function, usually to avoid collisions and achieve a goal location as soon as possible. Trivially, after producing optimal high-level actions, lower-level controllers generate the desired throttle and steering angle to follow the given commands. This thesis investigates autonomous lane-change by utilizing different methods such as Q-table, reinforcement learning, and neural network. The autonomous lane change is one of the crucial parts of ADAS's decision-making center, especially while driving on highways. Currently, the autonomous vehicles, that actively drive in cities cannot perform safe and reliable lane changes without relying on the human driver. Most of the companies utilize the Finite State Machine approaches to generate heuristic decisions based on the driving situation. However, these techniques may not generalize enough to capture different driving situations affected by the environment, road, and traffic conditions. Recently, Reinforcement Learning algorithms have shown promising results in producing discrete actions by observing discrete and continuous environments. Thus, we have decided to apply these algorithms to tactical decision making in highway driving tasks for self-driving cars. To this end, we have simulated the grid-world of the car on PyGame environment with four number of lanes and three different actions such as turning left, turning right, and stay on the lane. Finally, we compared the results of different methods and came up with different future work scenarios to see the feasible impact.
  • Öge
    Hava aracı modeli ve uçuş kontrol sistemi tasarımı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Kırız Atak, Ummuhan ; Söylemez, Mehmet Turan ; 637412 ; Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği
    Uçuş kontrol sistemleri ve uçuş konfigürasyonları Orville-Wilbur Wright kardeşlerin ilk motorlu insanlı uçuşu gerçekleştirdiği 1900'lerin başından itibaren büyük değişim geçirmiştir. İnsaoğlunun hep daha iyiye ulaşma isteği bu değişimin başlıca sebepleri arasında gösterilebilmektedir. Özellikle savaş zamanlarında, hava araçlarına sahip olunmasının kazandırdığı avantajın farkına varılması yaşanan gelişmelerde büyük rol oynamıştır. Hava araçlarıyla hedef imha edilmesi, saldırı ve savunma gibi çeşitli görevlerin gerçekleştirilme ihtiyacı sebebiyle, ayrıca uçuş zarfının sürekli büyümesiyle hava araçlarının dinamikleri değişim göstermiştir. Bu gelişmeler beraberinde hava araçlarının uçuş kontrol sistemlerinin değişmesine ve gelişmesine sebep olmuştur. Özellikle hava araçlarının dinamiklerinde karşılaşılan bu değişimler uçuş kontrol sistemlerinin kullanılmasını zorunlu kılmıştır. Hava araçlarının kararlılığının sağlanması, manevra yeteneğinin artırılması ve hava aracının pilot tarafından daha kolay kontrol edilebilir olmasının sağlanması, uçuş kontrol sistemlerinin esas görevleri arasında yer almaktadır. Bunların doğrultusunda hava araçları için kararlılık ve kontrol konuları büyük öneme sahip olmuştur. Bu tez çalışması kapsamında General Dynamics tarafından geliştirilen F-16 savaş uçağının benzetim modeli oluşturulmuş, hava araçlarının dinamik-statik kararlılığı kavramları açıklanmış ve geleneksel dinamik kararlılık modları irdelenmiştir. Ardından klasik uçuş kontrol sistemi tasarlanmış ve bu sistemlerin uçuş dinamikleri üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. Bu kapsamda tezin ilk bölümünde havacılığın gelişimi tarihsel olarak anlatılmıştır. Literatürde mevcut olan F-16 savaş uçağı modelleri incelenmiştir. Tezin ikinci kısmında hava araçları için bilinmesi gereken temel kavramlar anlatılmıştır. Bu doğrultuda uçuş eksenleri, kontrol yüzeyleri, uçağa etkiyen moment ve kuvvetlerden bahsedilmiştir. Ayrıca F-16 savaş uçağı hakkında genel bilgiler ve özellikler verilmiştir. Üçüncü bölümde hava aracının benzetim modeli Matlab-Simulink kullanılarak oluşturulmuştur. Aerodinamik modeli NASA Langley Research Center'ın yayınladığı rüzgar tüneli testlerinden elde edilen kararlılık ve kontrol katsayıları kullanılarak oluşturulmuştur. Toplam kuvvet ve momentler elde edildikten sonra doğrusal olmayan hareket denklemleri türetilmiştir. Motor, eyleyici ve atmosfer modelinin oluşturulmasıyla hava aracının doğrusal olmayan matematiksel modeli elde edilmiştir. Hava aracı modelinin belirli koşullar için denge noktası bulunmuş ve küçük pertürbasyon teorisi kullanılarak bu doğrusal olmayan modelden cebirsel olarak doğrusal denklemler elde edilmiştir. Ardından bu hareket denklemleri, boylamsal ve yanal-dikey eksen olarak ikiye ayrılmıştır. Ayrıca bu bölümde hava araçları için kritik öneme sahip olan dinamik kararlılık modları boylamsal ve yanal-dikey hareket içerisinde ayrıntılı bir şekilde anlatılmıştır. Boylamsal hareket, kısa dönem ve phugoid modu olarak iki alt grupta, yanal hareket ise dutch roll, yuvarlanma ve spiral modları olarak üç alt grup içerisinde incelenmiştir. Ardından mod yaklaşımları ve kararlılık türevleri arasındaki ilişkiler kurulmuştur. Son bölümde ise uçuş kontrol sisteminin öneminden bahsedilmiştir. Bu sistemlerin uçak dinamikleri üzerindeki etkisi anlatılmıştır. Doğrusallaştırılmış hareket denklemleri kullanılarak belirli uçuş koşulları için kararlılık ve kontrol arttırma sistemi tasarımı yapılmıştır.
  • Öge
    Application of multi-objective optimization criteria in inverse optimal control of nonlinear systems
    (Institute of Science and Technology, 2020-07) Akoum, Mohamad ; Günel Öke, Gülay ; 638065 ; Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
    This thesis is based on applying multiobjective optimization algorithms on inverse optimal control with the aim to obtain a controller that would satisfy the requirements of the application set by the controller designer, and present a deeper look at how choosing parameters of inverse optimal control would affect the overall behavior of the system.
  • Öge
    Yapay sinir ağı destekli bir endüstriyel görüntü işleme uygulaması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07) Ülküer, Göktuğ ; Kurtulan, Salman ; 634567 ; Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
    Endüstri 4.0 kavramının hayatımıza iyice girmesi ve endüstri tarafından benimsenmesi sonucunda, görüntü işleme uygulamaları endüstride çokça tercih edilmeye başlamıştır; ancak görüntü işleme uygulaması yapmak masraflı olabileceği gibi çok kompleks de olabilir. Özellikle de görüntü işleme algoritmalarını yazmak için yüksek seviye yazılım dili bilmek gerekebilir. Bu tez çalışmasında yapılacak olan görüntü işleme uygulaması tamamen PLC kullanılarak yapılacaktır ve uygulamanın amacı ise el yazısı ile yazılmış olan rakamları tanıyıp, sınıflandıran ve bu sınıflandırma sonucunu bir arayüz ile kullanıcıya bildiren bir uygulama yapmaktır. Görüntü işleme yazılımı PLC kodu olarak yazılacaktır. Yazılmış olan karakterleri tanıması için de Python yazılım dili ile modellenen ve eğitilen evrişimsel yapay sinir ağı kullanılacaktır. Tez çalışmasının giriş bölümünde tezde kullanılmış olan yazılım ve donanımlar ile ilgili genel bilgiler verilmiş ve yapılacak olan uygulamanın detayları tartışılmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde bu tez çalışması sırasında kullanılacak olan fiziksel ekipmanlar yani donanımlar hakkında genel bilgiler verilmiştir. Bu genel bilgilerden sonra da marka ve modelleri belirtilmiştir. Bu donanımlardan bir tanesi ve en önemlisi kullanılmış olan endüstriyel bilgisayardır. Seçilmiş olan cihaz gerçek zamanlı çalışma yapmaya uygundur ve görüntü işleme uygulamaları genellikle işlemciyi yorabilecek veya zorlayabilecek uygulamalar olduğundan, güçlü bir endüstriyel bilgisayar seçilmiştir. Seçilecek olan bilgisayarda bulunması gereken en önemli özelliklerden biri de Gigabit Ethernet bağlantı noktasına sahip olmasıdır çünkü kullanılacak olan endüstriyel kamera GigE Vision standardını desteklemekte ve Gigabit Ethernet üzerinden haberleşmektedir. Uygulamada kullanılmış olan saha giriş çıkış ekipmanlarından bir tanesi de aydınlatma kontrolcüsüdür ve bilgisayar görüşü uygulamalarındaki en önemli faktörlerden biri olan aydınlatmayı hızlı bir şekilde kontrol etmek için EtherCAT uyumlu aydınlatma kontrolcüsü seçilmiştir. Endüstriyel bilgisayar üzerinde EtherCAT portu mevcuttur. Bu sayede de aydınlatma ekipmanlarının kontrolü hızlı ve güvenli bir şekilde yapılabilmektedir. Son olarak bilgisayar Windows 10 işletim sistemine sahiptir ve tüm mühendislik yazılımları içinde çalışmaktadır. Çalışmanın üçüncü bölümünde ise tez çalışmasında kullanılmış olan teknolojiler ve yazılımlar üzerinde durulmuştur ve bunlar ile ilgili genel bilgiler verilmiştir.
  • Öge
    Türbin temelli mekanik ventilatörde basınç kontrolü
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-08) Omuz, Gökberk ; Güzelkaya, Müjde ; 637357 ; Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
    Mekanik ventilatörler covid-19 salgının da etkisi ile dünya üzerinde en çok talep gören tıbbi cihazdır. Mekanik ventilatörler yüksek katma değerli ürünler olduklarından dolayı bu cihazlar hakkında yapılan akademik çalışmalar genellikle sınırlı sayıda kalmaktadır. Ülkemizde de mekanik ventilatörlerle alakalı bir takım çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar içerisinde çok kıymetli çalışmalarda bulunmaktadır. Fakat bu çalışmalar içerisinde türbin temelli ventilatörlerle alakalı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışma ülkemizde türbin temelli mekanik ventilatörlerle alakalı ilk çalışmadır. Ventilatör cihazları hacim kontrollü veya basınç kontrollü modlarda çalışmaktadır. Türbin sistemlerin girş gerilimi ile basınç arasında doğrusal olmayan bir ilişki vardır. Bu sebeple basınç kontrollü modların kontrol edilmesi hacim kontrollü modlara göre daha karmaşık bir kontrol problemidir. Ayrıca hasta ciğerlerine ait parametrelerin her hastaya göre farklılık göstermesi ve belirsiz olması ise ikinci bir kontrol problemidir. Basınç kontrollü ventilasyonda sağlanması gereken iki ana unsur vardır. Birinci unsur basınç değerinin mümkün olduğunca çabuk bir şekilde referans değer ulaştırılmasıdır. İkinci husus ise mümkün olan en az aşımı yaptırmaktır. Bu iki unsur birbirlerine bağımlı kavramlar olduğundan dolayı tasarımcı tarafından karar verilir. Hızlı bir yerleşme zamanına sahip olmak için az da olsa aşım kabul edilebilir bir durumdur. Bu çalışmada öncelikle basınç kontrollü ventilasyona uygun bir deney seti tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Tasarlanan deney seti: türbin fan, üç faz fırçasız motor sürücüsü, basınç sensörü, akış sensörü ve mikrodenetleyiciden oluşmaktadır. Hasta simülatörü olarak bir litrelik bir test balonu kullanılmıştır. Deney seti kullanılarak türbin sisteme ait akış, basınç, çıkış gücü ve dönme hızı parametreleri ölçümlenmiştir. Bu parametreler türbin fanın benzeşim kuralları kullanılarak modellenmesinde kullanılır. Üç faz fırçasız doğru akım motoruna ait parametreler ST electronics firmasının IHM-007 isimli sürücü kartı ve motor profiler programı kullanılarak hesap edilmiştir. Test balonu ise basit bir RC elektriksel devresi olarak modellenmiştir.