Geri Dön

Kaos ve yapay zekâ teknikleri ile geleneksel endüstriyel karıştırıcıların performanslarının iyileştirilmesi

Improving the performance of traditional industrial mixers with chaos and artificial intelligence techniques

  1. Tez No: 744818
  2. Yazar: ONUR KALAYCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN PEHLİVAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 138

Özet

Bu tez çalışmasının amacı; geleneksel endüstriyel karıştırıcıların -ürün kalitesi, homojenlik, zaman ve enerji tasarrufu gibi önemli kriterler açısından- performanslarının iyileştirilmesi için geleneksel karıştırma yöntemleri, bulanık mantık ve kaotik sistemlerin birlikte ve ayrı ayrı kullanıldığı deneysel karıştırma çalışmaları yapılarak performans sonuçlarının karşılaştırılması ve değerlendirilmesidir. Tezin ilk aşamasında; geleneksel, kaotik ve bulanık mantık karıştırma yöntemlerinin deneysel çalışmalarda kullanılabilmesi için ,“Programmable Logic Controller”(PLC) ile kontrol edilen ve tüm fonksiyonları“Human Machine Interface”(HMI) operatör panel üzerinden yönetilip izlenebilen, yeni bir kaotik ve bulanık mantık kontrollü karıştırıcı (YKBK), endüstriyel ortamlarda kullanılan mekanik örneklerine uygun bir şekilde tasarlanmış ve imalatı gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada; kaotik yörüngelerden hız verileri elde etmek için Labview programı kullanılarak Runge Kutta 45 (RK45) sayısal çözüm algoritmasına göre çalışan, kaotik denklem çözüm ve simülasyon programı (KDÇS) geliştirilmiştir. KDÇS programı ile kaotik karıştırma deneyleri için literatürden seçilen, farklı dinamik özelliklerdeki kaotik sistemlerin diferansiyel denklemleri çözdürülerek her kaotik sistemin x,y,z kaotik zaman serisi sonuçları ve faz portreleri elde edilmiştir. Üçüncü aşamada; KDÇS programından elde edilen kaotik zaman serisi sonuçlarını frekans verilerine dönüştüren ve bu verilere göre YKBK'de bulunan frekans invertörüne bağlı karıştırıcı motorun, seçilen kaotik sistemlere göre değişken hızlarda dönmesini sağlayan PLC ve HMI yazılımı geliştirilmiştir. Bu aşamada su, leonardit ve potasyum hidroksit (KOH) kullanılarak, dünyada ve ülkemizde en çok kullanılan bitki besleme ve toprak düzenleyici ürünlerinden biri olan sıvı Humik Asit elde etmek için, geleneksel yöntemlerin ve kaotik sistemlerin kullanıldığı karıştırma deneyleri yapılmıştır. Dördüncü aşamada; Labview programı kullanılarak, karıştırma esnasında karıştırıcıdan gelen pH, karıştırma süresi ve motorun çektiği akım verilerine göre, en uygun kaotik karıştıma sistemini ve hızını seçebilen bir bulanık mantık denetleyicisi (BMD) geliştirilmiştir. Veri alışverişi için BMD ile karıştırıcı kontrol cihazı PLC arasında“ole for process control”(OPC) server kullanılmıştır. Bu aşamada yine su, leonardit ve KOH kullanılarak humik asit elde etmek için bulanık mantık karıştırma deneyleri yapılmıştır. Son aşamada; geleneksel, kaotik ve bulanık mantık yöntemiyle elde edilen karıştırma deneyleri sonuçlarının, ürün kalitesi, çözünme oranı ve toplam enerji tüketimi açısından, karşılaştırmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; kaotik sistemler ve bulanık mantık kullanılarak yapılan karıştırmanın, ürün kalitesi, homojenlik, zaman, enerji tasarrufu gibi kriterler açısından geleneksel karıştırma yöntemlerine göre daha verimli olduğu gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The aim of this thesis study is to compare and evaluate the performance results by doing experimental mixing studies in which fuzzy logic and chaotic systems are used together and seperately to improve the performance of traditional industrial mixers in terms of curicial criteria such as product quality, homogenity, time and energy saving. On the first stage of this thesis, a new chaotic and fuzzy logic controlled mixer (NCFM) which can be controlled by“Programmable Logic Controller”(PLC) and whose all functions can be managed and monitored via the“Human Machine Interface”(HMI) was designed and manufactured in accordance with the mechanical samples used in industrial environments in order to use the traditional chaotic and fuzzy logic mixing methods in experimental studies. On the second stage, a chaotic equation solution and simulation (CESS) program which functions according to the Runge Kutta 45 was developed by using Labview program in order to obtain velocity data from chaotic trajectories. Differential equations of chaotic systems were selected from the literature and different dynamic properties were solved for chaotic mixing experiments by CESS program to obtain x, y, z chaotic time series reults and phase portraits of each chaotic system. On the third stage, a PLC and HMI software has been developed that converts the chaotic time series results obtained from the CESS program to frequency data. According to the data obtained from this program mixing motor connected to frequency invertor in NCFM rotates at variable speeds. Mixing experiments in which traditional methods and chaotic systems were carried out in order to obtain liquid Humic Acid which is one of the most used plant nutrition and soil contditioner in our country and all around the world by using water, leonardite and potassium hydroxide. (KOH) On the fourth stage, a fuzzy logic controller (FLC) which can chose the most appropriate chaotic mixing system and its speed was developed according to the PH, mixing time, and motor current coming from the mixer during the mixing by using Labview program. An“ole for process control”(OPC) server was used between FLC and mixer controller PLC for data excahnge. Fuzzy logic mixing experiments were carried out to obtain humic acid by using water, leonardite and KOH. On the last stage, the results of the results of the mixing experiments, obtained by conventional, chaotic and fuzzy logic methods, were compared in terms of product quality, dissolution rate and total energy consumption. According to the results obtained; It has been observed that mixing using chaotic systems and fuzzy logic is more efficient than traditional mixing methods in terms of criteria such as product quality, homogeneity, time and energy saving.

Benzer Tezler

  1. İnsan gen yolaklarında ikâme modelleme ve makine öğrenmesi kullanarak varyant analizi

    Variant analysis in human gene networks using surrogate modelling and machine learning

    FURKAN AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜHA TUNA

  2. Artificial intelligence and humankind relations in science fiction cinema

    Bilim kurgu sinemasında yapay zeka ve insan ilişkileri

    KÜBRA NİSANOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Sahne ve Görüntü SanatlarıBahçeşehir Üniversitesi

    Sinema Televizyon Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OSMAN KAYA ÖZKARACALAR

  3. Yapay zeka felsefesinde felsefi işlevselciliğin eleştirisi

    The critique of the philosophical functionalism in the philosophy of artificial intelligence

    TARIK TAZEGÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Üniversitesi

    Felsefe Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NECATİ MURAD OMAY

  4. Kaotik zaman serilerinin yapay sinir ağlarıyla kestirimi: Deprem verisi durumu

    Chaotic time-series prediction with artificial neural networks: The case of earthquake data

    UMUT FIRAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. TÜLAY YILDIRIM

  5. Doğadan esinli interaktif bina kabuğu tasarımı için örüntüye dayalı bir model

    A model for nature inspired interactive building envelope design based on pattern

    HÜLYA ORAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ