Zaman gecikmeli sistemlerin kararlılık ve çatallaşma analizi
Stability and bifurcation analysis of  time delay systems
Yazar: GÜLTEN ÇETİNTAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. VEDAT ÇELİK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, matematiksel modelleri gecikmeli fonksiyonel diferansiyel denklemler ile tanımlanan bazı zaman gecikmeli doğrusal olmayan sistemlerin Lambert W fonksiyonu ve genelleştirilen değiştirilmiş Mikhailov kararlılık kriteri ile kararlılık ve çatallaşma analizlerinin ve senkronizasyonunun gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ilk olarak zaman gecikmeli doğrusal olmayan kaotik bir sistemin farklı sistem parametrelerine göre kararlılık ve çatallaşma analizi gerçekleştirilmiştir. Sistemin denge noktalarının doğrusallaştırılmış modelinden faydalanarak çatallaşmanın varlığı ve çatallaşma noktası zaman gecikmesi parametresine göre analitik olarak hesaplanmıştır. Çatallaşmanın yönü, Lambert W fonksiyonu ve genelleştirilen değiştirilmiş Mikhailov kararlılık kriteri ile belirlenmiştir. İkinci olarak,  zaman gecikmeli doğrusal olmayan özdeş iki kaotik sistemin (biri Master Verici-diğeri Slave Alıcı olmak üzere) farklı başlangıç şartları için kaos senkronizasyonu gerçekleştirilmiştir. İki sistem arasındaki senkronizasyonu gerçekleştirmek için bir oransal kontrolör, aktif kontrol yöntemi kullanılarak tasarlanmıştır. Elde edilen kontrolörün etkinliği Lambert W fonksiyonu ve genelleştirilen değiştirilmiş Mikhailov kararlılık kriteri ile test edilerek uygun kazanç parametresi seçilmiştir. Üçüncü olarak, tek hücreli zaman gecikmeli doğrusal olmayan hücresel sinir ağının farklı sistem parametrelerine göre kararlılık ve çatallaşma analizi gerçekleştirilmiştir. Çatallaşmanın varlığı ve çatallaşma noktası analitik olarak hesaplanmıştır. Çatallaşmanın yönü, Lambert W fonksiyonu ve genelleştirilen değiştirilmiş Mikhailov kararlılık kriteri ile belirlenmiştir. Her üç uygulamada da analitik sonuçlar Matlab/Simulink ortamında elde edilen benzetim sonuçları ile doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Zaman gecikmeli sistemler, Zaman gecikmeli sistemlerin çatallaşma analizi, Zaman gecikmeli sistemlerin kararlılık analizi, Zaman gecikmeli sistemlerin senkronizasyonu, Lambert W fonksiyonu, Genelleştirilen değiştirilmiş Mikhailov kararlılık kriteri

Abstract:
In this thesis, the analyses of bifurcation and stability and synchronization of some nonlinear time delay systems described by retarded functional differential equations have been aimed to perform via Lambert W function and generalised modified Mikhailov stability criterion. For this purpose, first of all, bifurcation and stability analyses of a nonlinear time delay chaotic system have been achieved for different system parameters. By utilizing the linearized model of the equilibrium points of the system, the presence of bifurcation and bifurcation point have been calculated analytically according to the time delay parameter. The direction of bifurcation has been determined by Lambert W function and generalised modified Mikhailov stability criterion. Secondly, chaos synchronization of two identical chaotic, nonlinear time delay systems (one Master-Transmitter other Slave-Receiver) have been achieved for different initial conditions. For achieving synchronization between two systems, a proportional controller has been designed by using active control method. Efficiency of designed controller has been tested using Lambert W function and generalised modified Mikhailov stability criterion and appropriate gain parameter has been selected. Thirdly, bifurcation and stability analyses of nonlinear one-cell delayed cellular neural network have been achieved for different system parameters. The presence of bifurcation and bifurcation point has been calculated analytically. The direction of  bifurcation has been computed by Lambert W function and generalised modified Mikhailov stability criterion. The analytical results have been verified by simulation results obtained from the Matlab/Simulink environment for each three practices.
Keywords: Time delay systems, Bifurcation analysis of time delay systems, Stability analysis of time delay systems, Synchronization of time delay systems, Lambert W function, Generalised modified Mikhailov stability criterion.