Akışkanlarda viskozite tayini için bulanık mantık tabanlı kontrolör tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of a fuzzy logic-based controller for viscosity determination in fluids
Yazar: MOHAMMED RIDHA FAISAL FAISAL
Danışman: PROF. DR. TUNCAY YİĞİT
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bu tez çalışması, inşaat endüstrisinin önemli bir sorununu ele alarak, sıvı akışının gerçek zamanlı yoğunluğunu ölçme ve viskozite tahmini yapma konularında önemli bir katkı sunmayı amaçlamaktadır. İnşaat endüstrisi, karmaşık ve hassas malzeme işleme süreçleri ile karakterizedir ve bu süreçlerin etkili bir şekilde yönetilmesi, projelerin başarılı bir şekilde tamamlanmasında ve maliyetlerin kontrol altında tutulmasında kritik bir rol oynamaktadır.
Bu çalışma, geleneksel laboratuvar testlerinin ötesine geçerek, mikrodenetleyici tabanlı bir sistem kullanarak sıvı akışının gerçek zamanlı yoğunluğunu ölçmeyi mümkün kılarak önemli bir inovasyon sunmaktadır. Bu sistem sayesinde, inşaat sahasında veya laboratuvar ortamında daha hızlı ve daha hassas ölçümler yapılabilir, bu da üretkenliği ve kaliteyi artırabilir.
Bulanık mantık kullanarak motor hızını kontrol etmek ve hızı sabit tutmak amacıyla Matlab'ı kullanmıştır. Motorun hızı kontrol etmek için mamdani yöntemi ve üçgen üye fonksiyonu kullanılmıştır. Mamdani yöntemi bulanık mantıkta kullanılan bir akıl yürütme tekniğidir. Mamdani çıkarımı, bulanık mantık sisteminin girdilerine ve kurallarına dayalı olarak çıktılar üreten bir hesaplama tekniğidir. Üçgen üye fonksiyonu, bulanık mantıkta belirli bir giriş değişkeninin belirli bir aralığını temsil etmek için kullanılan bir üye fonksiyonu türüdür. Üçgen üye fonksiyonu adını üçgen şekline benzeyen grafik görünümünden alır. Bu üyelik fonksiyonu genellikle sınırlı bir değer aralığındaki verileri tanımlamak için kullanılır.
Cihaz yüksek viskoziteli malzemelerin viskozite hesaplamaları için değeri belli bir glikoz ile kalibrasyon edilmiştir. Bu kalibrasyon sayesinde, cihazın doğru ve güvenilir viskozite ölçümleri yapabilmesi için gerekli hassasiyeti sağlamıştır. Özellikle bu tür yoğun viskoziteli malzemelerin karakterizasyonunda, doğru sonuçlara ulaşmak önemlidir ve kalibrasyon bu süreçte kesinliği artırarak güven verici sonuçlar sunmaktadır.
Ayrıca, çalışmada akışkanların viskozite değerlerinin yüksek bir doğrulukla tahmin edilmesi üzerine odaklanılmıştır. Deneysel ölçümün mümkün olmadığı durumlarda, bulanık mantık yöntemi kullanılarak gerçeğe en yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bu yaklaşım, pratik uygulamalarda viskozite değerlerini tahmin etmek için güçlü bir araç sunmaktadır ve inşaat endüstrisinde malzeme işleme süreçlerinin daha iyi kontrol edilmesine yardımcı olabilir. Bu çalışma hem laboratuvar hem de saha koşullarında kullanılabilecek önemli bir araştırma ve geliştirme alanını temsil etmektedir.

Abstract:
Bu tez çalışması, inşaat endüstrisinin önemli bir sorununu ele alarak, sıvı akışının gerçek zamanlı yoğunluğunu ölçme ve viskozite tahmini yapma konularında önemli bir katkı sunmayı amaçlamaktadır. İnşaat endüstrisi, karmaşık ve hassas malzeme işleme süreçleri ile karakterizedir ve bu süreçlerin etkili bir şekilde yönetilmesi, projelerin başarılı bir şekilde tamamlanmasında ve maliyetlerin kontrol altında tutulmasında kritik bir rol oynamaktadır.
Bu çalışma, geleneksel laboratuvar testlerinin ötesine geçerek, mikrodenetleyici tabanlı bir sistem kullanarak sıvı akışının gerçek zamanlı yoğunluğunu ölçmeyi mümkün kılarak önemli bir inovasyon sunmaktadır. Bu sistem sayesinde, inşaat sahasında veya laboratuvar ortamında daha hızlı ve daha hassas ölçümler yapılabilir, bu da üretkenliği ve kaliteyi artırabilir.
Bulanık mantık kullanarak motor hızını kontrol etmek ve hızı sabit tutmak amacıyla Matlab'ı kullanmıştır. Motorun hızı kontrol etmek için mamdani yöntemi ve üçgen üye fonksiyonu kullanılmıştır. Mamdani yöntemi bulanık mantıkta kullanılan bir akıl yürütme tekniğidir. Mamdani çıkarımı, bulanık mantık sisteminin girdilerine ve kurallarına dayalı olarak çıktılar üreten bir hesaplama tekniğidir. Üçgen üye fonksiyonu, bulanık mantıkta belirli bir giriş değişkeninin belirli bir aralığını temsil etmek için kullanılan bir üye fonksiyonu türüdür. Üçgen üye fonksiyonu adını üçgen şekline benzeyen grafik görünümünden alır. Bu üyelik fonksiyonu genellikle sınırlı bir değer aralığındaki verileri tanımlamak için kullanılır.
Cihaz yüksek viskoziteli malzemelerin viskozite hesaplamaları için değeri belli bir glikoz ile kalibrasyon edilmiştir. Bu kalibrasyon sayesinde, cihazın doğru ve güvenilir viskozite ölçümleri yapabilmesi için gerekli hassasiyeti sağlamıştır. Özellikle bu tür yoğun viskoziteli malzemelerin karakterizasyonunda, doğru sonuçlara ulaşmak önemlidir ve kalibrasyon bu süreçte kesinliği artırarak güven verici sonuçlar sunmaktadır.
Ayrıca, çalışmada akışkanların viskozite değerlerinin yüksek bir doğrulukla tahmin edilmesi üzerine odaklanılmıştır. Deneysel ölçümün mümkün olmadığı durumlarda, bulanık mantık yöntemi kullanılarak gerçeğe en yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bu yaklaşım, pratik uygulamalarda viskozite değerlerini tahmin etmek için güçlü bir araç sunmaktadır ve inşaat endüstrisinde malzeme işleme süreçlerinin daha iyi kontrol edilmesine yardımcı olabilir. Bu çalışma hem laboratuvar hem de saha koşullarında kullanılabilecek önemli bir araştırma ve geliştirme alanını temsil etmektedir.