Search

In this study, a new test platform was developed for rotary wing unmanned air vehicle (UAV) with the multirotors.This platform basically includes three different sized circles. Before the flight of UAV, all tests such as yaw,pitch, roll, elevation, etc., are done by the proposed test platform, so the problem or crash in flight of UAV will beprevented. The developed test platform is more superior to the existing test platforms. In this work, the detaileddeveloping process of test platform is presented and some pre-flight tests done by this test platform are representedfor the rotary wing UAV with six rotors.

Solar energy is converted to electrical energy directly by semi-conductors materials used in Photovoltaic (PV) panels. Although, there has been great advancements in semi-conductor material technology in recent years panel efficiency is very lower. There are many factors affecting the panel efficiency such as tilt angle, shading, dust, solar radiation level, temperature and wiring losses. Among these factors, solar radiation level and temperature are more prominent. The solar radiation level falling on the PV panels varies depending on the location of the panel and the time intervals in a day. Therefore, solar radiation level has a direct effect on the panel power. As a result, a decrease in solar radiation level reduces the panel power. On the other hand, there is an inverse proportion between temperature and panel power. In other words, panel power decreases as the ambient temperature increases. In this study, the equivalent circuit of the panel is simulated at PSIM and MATLAB using the catalogue data of the PV panel and the temperature and the solar radiation effects on the PV panel power are examined.

Bu çalışmada, Birleşik Güç Kalite Düzenleyicisi (BGKD) ile şebeke gerilim ve yük akım harmoniklerinidüzelterek sistemin güç kalitesi problemlerinin iyileştirilmesi açıklanmaktadır. Birleşik güç kalite düzenleyicisiortak bir DC hattı paylaşan paralel ve seri aktif güç filtre sistemlerinin birlikte kullanılması ile oluşmaktadır.Paralel aktif güç filtresi ile akım harmonikleri, yük akım dengesizlikleri, reaktif güç ve nötr akımıkompansazyonu yapılmakta, seri aktif güç filtresi ile kaynak gerilim harmonikleri, dengesizlikleri ve gerilimçökme-yükselme gibi güç kalitesi problemleri düzeltilmektedir. BGKD için önerilen denetim algoritmasınınlaboratuar ortamında uygulaması yapılmaktadır. Ayrıca Matlab/Simulink yazılımı ile önerilen denetimalgoritmasının simülasyonu yapılarak sistemin performansı incelenmektedir. Önerilen BGKD denetimalgoritması güç dağıtım sistemindeki ortak bağlantı noktasında güç kalitesini iyileştirmektedir.

Bu çalışmada, genel amaçlı güç kalitesi deneysel çalışmalarında ve aktif güç filtre deneysel laboratuar ortamındakullanmak üzere, gerilim kaynaklı harmonik ve güç kalitesi problemleri oluşturmak amacıyla şebeke destekliHarmonik Gerilim Kaynağı (HGK) tasarımı açıklanmakta ve yeni bir denetim yöntemi ile uygulama sonuçlarıverilmektedir. Önerilen sistem, alçak gerilim seviyesinde 5kW‘lık bir prototip ile test edilerek gerçek zamanlıuygulama ve fizibilite çalışmaları sunulmaktadır. Farklı tipte gerilim kaynaklı güç kalitesi problemlerindekullanılabilecek (harmonikler, dengesizlik, çökme-yükselme, vb.) karmaşık matematiksel hesaplamalargerektirmeyen oldukça basit bir denetim yöntemi önerilmektedir.

ünümüzde modern güç dağıtım sisteminin bileşenleri olan güç elektroniği temelli cihazlar hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu cihazlar, güç işletmelerinde esnek denetim, düşük maliyet ve boyutlarının küçük olması gibi çok yönlü avantajlar sunmaktadır. Diğer yandan, bu cihazların işletilmesi, harmoniklerin oluşmasına ve reaktif güç bileşenleri gibi güç kalitesi problemlerinin üretilmesine sebep olmaktadır. Ayrıca, modern cihazlar kendilerine güç sağlayan gerilim kaynaklarına karşı oldukça duyarlı hale gelmektedirler. Bu yüzden, güç kalitesinin artırılması dağıtım sisteminin sağlıklı ve verimli çalışmasını sağlayarak güç kayıplarının azaltılmasına sebep olmakta ve böylece maliyetler açısından kazanç sağlamaktadır.Aktif güç filtreleri ve geleneksel pasif filtreler, bazı güç kalitesi problemlerini gidermek için oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Birçok güç kalitesi problemlerini eşzamanlı olarak düzelten çok yönlü çözüm üreten cihazlar son zamanların ilgi odağı haline gelmektedir. Birleşik güç kalite düzenleyicisi (BGKD), güç kalitesi problemlerini çok yönlü olarak düzelten önemli bir aktif güç filtre sistemidir. BGKD, ortak DA-bara hattına arka arkaya bağlı iki adet gerilim kaynaklı evirici içermektedir. Bu eviricilerden birincisi, ayarlı bir gerilim kaynağı olarak seri aktif güç filtresi (SAGF) ve diğer evirici ise ayarlı bir akım kaynağı olarak paralel aktif güç filtresi (PAGF) işlevinde çalıştırılmaktadır.Bu tez çalışmasında, farklı gerilim ve yük koşullarında BGKD sisteminin kompanzasyon kapasitesini artıran senkron referans yapı tabanlı yeni bir denetim yöntemi önerilmektedir. Geleneksel yöntemlere göre sistem parametrelerinin verimli kullanılması sonucunda, BGKD sistemi daha etkin ve performaslı işletilmekte ve kurulum maliyetlerini azaltmaktadır. Teorik analizler ve 10kW'lık deneysel test çalışmalar sonucunda önerilen BGKD denetim yönteminin uygulanabilirliği ve geçerliliği kanıtlanmaktadır. Önerilen BGKD denetim yöntemi doğrusal olmayan yük ve harmonikli kaynak gerilimi koşullarında performans değerlendirilmesi yapıldığında, kaynak gerilimi ve yük akımı harmonikleri etkili bir şekilde kompanze edilmektedir. Power electronics based equipments are rapidly increasing as key components in the present modern power distribution system. Power processing utilizing these devices offer vast advantages such as flexible control, cost reduction, overall size optimization, etc. On the other hand, operations of these devices give rise to some of the serious power quality problems, such as, the reactive power requirement and generation of harmonics. Moreover, modern equipments are becoming highly sensitive to the voltage supplied to them. Hence, improving the quality of power can not only make the power distribution systems healthier and more efficient, but also results in reduced power losses, and thus saving in terms of costs.Active power filters and conventional passive filters are widely used to eliminate some of the important power quality problems. Recent trends are geared towards the realization of multitasking devices which can tackle several power quality problems simultaneously. The unified power quality conditioner (UPQC) is one of the most versatile active power filters that can compensate significant power quality issues. UPQC consists of two voltage source inverters connected back to back with each other sharing a common self-supporting DC link. One inverter is controlled as a variable voltage source in same manner as in the series active power filter (APF), and the other as a variable current source which is similar in operation as that of the shunt APF. The shunt APF is usually connected across the loads to compensate for all current-related problems such as the reactive power compensation, current harmonic compensation and load unbalance compensation. The series APF can compensate all voltage-related problems, such as voltage harmonics, voltage sag, voltage swell, flicker, voltage interruption, etc.The present Ph.D. thesis proposes a novel control concept based on SRF method in which improves the UPQC compensation capabilities under different load and mains voltage conditions. This eventually results in a better utilization of the system parameters, and ultimately in the reduction of the overall cost of UPQC. Experimental test results obtained from a laboratory model of 10 kVA, along with a theoretical analysis are shown to verify the viability and effectiveness of the proposed UPQC control method. The performance evaluation of the propsoed approach under distorted source voltage and the non-linear load, the UPQC with the proposed control method, effectively compensates the harmonics in source voltage and load current. 243

128

Son zamanlarda artan dünya nüfusu ve teknoloji beraberinde, enerjiye olangereksinimleri artırmaktadır. Fosil kökenli enerji kaynaklarının maliyetlerinin artması,rezervlerinin kısıtlı olması ve çevreye olan zararlı etkileri ele alındığında alternatif enerjikaynaklarına eğilim hız kazanmaktadır. Bu konuda alternatif enerji kaynaklarıyla ilgilibilimsel çalışmalar hızlandırılmış ve dünyada enerji ihtiyacının karşılanmasında fosilyakıtların gerekliliğinin azaltılması hedeflenmektedir. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi,hidroelektrik ve jeotermal enerji başlıca alternatif enerji kaynaklarındandır. Elektriküretilirken, nükleer ve jeotermal enerji kaynakları hariç, diğer kaynakların çoğunluğundagüneş yer almaktadır. Bundan dolayı son zamanlardaki desteklerle birlikte verim vemaliyetlerde düzenlemeler yapılarak güneşten elektrik enerjisi elde edilmesi cazip halegelmektedir. Fotovoltaik paneller (FV) kullanılarak güneş enerjisinden elektrik enerjisielde edilmektedir. FV panellerden elde edilecek enerji, panellerin konumlandırıldığıcoğrafi konuma, mevsimsel değişimlere ve çevre şartlarına göre değişmektedir. Güneşışınlarının panellere dik olarak gelmesi durumunda FV panellerden elde edilecek verimazami olmaktadır. Atmosfer dışında 1 m²'lik alana gelen güneş enerjisi sabit olmasınarağmen yeryüzüne ulaşabilen güneş enerjisinin bir kısmı atmosfer ve bulutlar aracılığıylageri yansıtılmaktadır. Bu nedenle güneş enerjisinden yararlanırken verimim artırılmasıiçin panellerin bir veya iki eksenli güneş izleme sistemi ile gün boyunca güneşin takipedilmesi sağlanabilir. Fakat güneş izleme sistemlerinde yer alan motor, sürücü vb.elemanların sürekli enerji tüketmeleri büyük bir dezavantaj oluşturmaktadır. Bununyerine FV panellerin optimum sabit eğim açısıyla yerleştirilerek güneş ışığındanmaksimum seviyede yararlanabilmektedir. Panellerin yüzeyine gelen güneş ışınımşiddeti, panellerin konumlandırıldığı yerin coğrafik konumu ile o güne ait gün içindekizaman dilimlerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu yüzden, panellerin eğimaçısı bölgeden bölgeye değişmenin yanı sıra aylık, mevsimsel ve yıllık olarakdeğişmektedir. Bu amaç çerçevesinde 10°, 20°, 30°, 40°, 50° ve 60°'lik açılarlayerleştirilen FV paneller ile Bilecik ilinde güneş enerjisinden elde edilebilecekmaksimum gücün aylık, mevsimsel ve yıllık olarak optimum sabit eğim açısıbelirlenmektedir.Anahtar sözcükler: Raspberry Pi, Fotovoltaik panel, Sabit eğim açısı, Veri toplama. In recent years energy demand has increased dramatically due to increasingpopulating and technological advancements. Alternative energy sources have gainedimportance since fossil fuels are costly, have limited reserves and give harm to theenvironment. Many scientific researches have been conducted on alternative energysources and it is aimed to decrease the use of fossil fuels. Solar, wind, hydroelectric andgeothermal energies are among the main alternative energy sources. Solar energy is usedin many energy sources to generate electricity except nuclear and geothermal energysources. Therefore, to generate electricity from solar has been more attractive with therecent investments and cost regulations. Photovoltaic (PV) panels are used to generateelectric energy from solar energy. The energy efficiency varies depending on the locationof the panels, seasonal and environmental changes. On the other hand, the efficiency ofthe panels will be maximum when sun rays fall on the panels with direct angle.Although the solar energy reaching a per square meter in the outer atmosphere isconstant, some of the solar energy falling on the earth are absorbed and reflected back bythe atmosphere and the clouds. Therefore, the panels should be tracked throughout theday by single or two axis solar tracking systems in order to increase the efficiency whilebenefiting from solar energy. However, some components of solar tracking systems suchas engine and driver consume energy continuously and this is the main drawback of thesystem. Therefore, PV panels should be placed with an optimum fixed tilt angle to extractmaximum power from PV panels. Solar radiation level falling on the panels variesdepending on the location of the panels and the time durations in a day. As a result, thetilt angle of the panels varies in different regions and they differ monthly, seasonally andannually. Within this scope, PV panels are placed at 10°, 20°, 30°, 40°, 50° and 60° andmonthly, seasonal and annual optimum tilt angles for Bilecik city are determined toextract maximum power from solar.Keywords: Raspberry Pi, Photovoltaic panel, Fixed tilt angle, Data acquisition. 79

Son yıllarda İnsansız Hava Aracı (İHA) platformlarına olan talep gün geçtikçe artmakta ve özellikle askeri alanda kullanımı stratejik bir teknoloji haline gelmektedir. İHA'lar üzerinde insan olmadan uçabilme özelliğine sahip, otonom olarak görev yapabilen ya da uzaktan kumanda aracılığıyla kontrol edilebilen hava araçlarıdır. İHA'lar araştırma geliştirme, arama kurtarma, iletişim ve haberleşme, havadan fotoğraf ve video alımı, sınır güvenliği, trafik kontrolü, orman yangınlarını önleme, zehirli kimyasal gazların bulunduğu ortamlarda çalışma, kaçak avlanmayı önleme, doğal kaynakların araştırılması ve çıkarılması, ilaçlama, arkeoloji ve benzeri pek çok alanda kullanılmaktadır. Dört rotorlu döner kanat tipli İHA'lar fırçasız DC motorları, elektronik hız denetleyicileri, çeşitli sensörleri (basınç, gyro, pusula, gps, ultrasonik, vb.), pervaneleri, güç sistemi, kamera ve iletişim sistemleri gibi donanımsal birimleri içermektedir. İHA'nın uçuş denetim parametrelerinin iyi bir şekilde ayarlanamaması uçuş sırasında istenmeyen kazalara neden olmaktadır. Kullanılan donanımsal birimlerin ücretlerinin yüksek olması ve elde edilmesinin uzun sürmesi sebebiyle bu tip hava araçlarında denetleyicinin parametre ayarlarının doğru yapılması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında, çok rotorlu döner kanat insansız hava araçları için kontrol algoritmalarının ve uçuş denetim parametrelerinin test edilebileceği bir düzenek tasarımı sunulmaktadır. Bu test düzeneği sayesinde çok rotorlu İHA'lar için üç eksen kontrollü uçuş düzenekleri hazırlanıp, uçuş denetim parametrelerinin ayarlarının yapılması hedeflenmektedir. Oluşturulacak düzenekler ile İHA sisteminin x, y ve z eksenlerindeki denetimi ve otonom uçuş senaryoları gerçekleştirilebilecektir. In recent years, UAV (Unmanned Aerial Vehicle) are increasing to use day by day, particularly in the military field use is becoming a strategic technology. UAVs is had the ability on the fly without human and both can function as autonomous aircraft that can be controlled via remote control. UAVs are used in many fields like as research and development, search and rescue, communications and networking, photos and videos intake air, border security, traffic control, prevention of forest fires, working in the presence of the toxic chemical gas, poaching prevention, investigation and extraction of natural resources, spraying, archeology and etc. The four-rotor rotary wing-type UAVs can include brushless DC motor, electronic speed controller, various sensors (pressure, gyro, compass, GPS, ultrasonic, etc.), propeller, power system, hardware units such as cameras and communication systems. If UAV flight control parameters isn't adequately set up, it can be cause unwanted accidents. Making the correct parameter settings for the controller, last long in this type of aircraft to be achieved and the high cost of the hardware units used are of great importance. In this study, four-rotor rotary wing unmanned aerial vehicles can be tested for control algorithms and flight control parameters are offered a mechanism design. Due to this test system, four-rotor UAV is prepared for three-axis flight control and is planned to do flight controls. UAV system devices to be created with the x, y and z axis and autonomic control in flight scenario will be realized. 82

Sürekli Mıknatıslı Senkron Motor’un, (SMSM) yüksek güç / ağırlık oranı, yüksek ivmelenme, moment geçişlerinin düzgünlüğü, akım oranına göre yüksek hız ve moment üretebilme kapasitesi, yüksek verim ve düşük atalet gibi avantajları kompakt bir yapı içerisinde barındırması, bu motor tipinin son yıllarda geliştirilen yüksek performanslı kontrol sistemlerinde kullanım yaygınlığını giderek arttırmaktadır. Günümüzde motor kontrol uygulamaları hali hazırda dijital sinyal işlemciler (Digital Signal Processors, DSP) gibi özel işlemciler ile gerçekleştirilmektedir. Ancak gerçekleştirilen bu uygulamalarda kod üretme yöntemleri genellikle klasik yöntemlerle sınırlı kalmakta ve her bir uygulama için farklı ve uzun kodlar yazma gereksinimi duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında ise SMSM’nin Alan Yönlendirmeli Kontrol (Field Oriented Control, FOC) yöntemi ile denetim sisteminin hızlı modellenmesi ve bu model üzerinden hiçbir kodlama işlemine girilmeden DSP gömülü kodlarının otomatik olarak üretimi ele alınmaktadır. Containing advantages such as high power, high speed and moment considering current rate, high efficency, low rotor inertia and low motor size of Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) in a compact package, increases usage rate of this type of motor in high performance control systems which developed last years. Nowadays, motor control applications already were performed by special processors such as Digital Signal Processors (DSP). But in that applications generally code generating methods were limited by classical methods and were needed for writing long and different codes for each application. In this paper, rapid modelling of control system of PMSM was presented by Field Oriented Control (FOC) method and by generating of embedded code automaticly without writing any codes on this model.

Doğrusal olmayan sistemlerin optimizasyon problemlerinde sezgisel optimizasyon algoritmaları oldukça sık kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında sezgisel optimizasyon algoritmalarından Yerçekimsel Arama Algoritması (YAA) kullanılarak Doğru Akım (DA) motor denetimi için Oransal-İntegral-Türevsel (Proportional-Integral-Derivative, PID) denetleç parametrelerinin tespiti yapılmıştır. Sezgisel algoritmaların (Tur Atan Karınca Kolonisi Algoritması (TACO), Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Diferansiyel Gelişim Algoritması (DE)) 100 defa koşturulması sonucu elde edilen ortalama PID denetleç parametreleri ile YAA' nın denetim başarımı, Kesler vd. (2011)' nin yaptıkları çalışmada verilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Kıyaslamasını yaptığımız YAA, birçok kategoride TACO ve GA' dan daha iyi, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Diferansiyel Gelişim (DE) algoritmalarından daha düşük başarım sergilemektedir.Anahtar Kelimeler DA Motor, Optimizasyon, PID, Sezgisel Algoritmalar, Yerçekimsel Arama Algoritması Heuristic optimization algorithms are used widely in nonlinear optimization problems. In this thesis, Gravitational Search Algorithm (GSA), which is a heuristic optimization algorithm, is used to determine PID controller parameters for Direct Current (DC) motor control system. The heuristic algorithms (Touring Ant Colony Optimization (TACO), Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO) and Differential Evolution Algorithm (DE)) were separately run 100 times at maximum generation number in Kesler et al. (2011). Obtained average PID controller parameters are evaluated and compared with GSA?s results. As a result, in many categories the performance of GSA is better than the performances of TACO and GA, but the results show that the proposed GSA?s performance is lower than the performances of the PSO and DE.Keywords DC Motor, Gravitational Search Algorithm, Heuristic Algorithms, Optimization, PID 67

Günümüzde veri madenciliği çoğu kritik problemin çözümünde önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle tıp alanında medikal verilerin veritabanlarında saklanmasıyla birlikte oluşan büyük veri yığınları, veri madenciliği yöntemleri için çok tercih edilen bir uygulama alanı olmaktadır. Veri madenciliği tekniklerini kullanan biyomedikal sistemler sayesinde hızlı ve etkili bir şekilde bilgilerin elde edilmesi, hekimlere ve hastalara büyük fayda sağlamaktadır.Bu tez çalışmasında k-en yakın komşu (KNN) ve k-means algoritmaları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca bu algoritmalar kullanılarak tıp alanında hekimlerin kullanabileceği, dermatolojik hastalıkların teşhisi için tahmin yapabilen ve hasta kayıtlarının nitelikleri arasındaki ilişkileri analiz etme imkanı sunabilen yardımcı bir karar verme sistemi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir.Anahtar Kelimeler Veri madenciliği, K en yakın komşu, K-means, Biyomedikal, Tıp Bilişimi, Dermatoloji Nowadays data mining plays a significant role in solving most of the critical problems. Especially in medical field, storage of medical data in databases creates a large mass of data which is being the most preferred application area for data mining methods. Obtaining information quickly and efficiently through the biomedical systems which use data mining techniques, provide a great benefit to physicians and patients.In this thesis k-nearest neighbor (KNN) and k-means algorithms have been investigated in detail. Also using these algorithms an assistant decision-making system which is available to physicians in the medical field, can predict for the diagnosis of dermatological diseases and provide an opportunity to analyze the relationships between characteristics of patient records has been designed and carried out.Keywords Data mining, K nearest neighbour, K-means, Biomedicine, Medical Informatics, Dermatology. 78