Kesir dereceli kaotik osilatörler ile stokastik optimizasyonalgoritmalarının performansının artırılması
Improving stochastic optimization algorithm performance withfractional order chaotic oscillator
Yazar: YAKUP CAVLAK
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH ATEŞ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bu tez çalışmasında öncelikle sezgisel veya meta sezgisel optimizasyon
algoritmalarının ilham kaynağı ve matematiksel modeli gibi temelleri incelenmiştir. Daha
sonra bu algoritmaların rastsal hareket süreçlerine katkı sağlayacak olan kesir dereceli kaotik
osilatör yapılarının matematiksel modelleri detaylarıyla irdelenmiştir.
Sonraki bölümde çalışma içerisinde kullanılacak olan Aquila optimizasyon (AO)
algoritması ve matematiksel temelleri detayları incelenmiştir. Algoritmanın mühendislik
problemlerindeki performansının gösterilmesi için gerçek bir mühendislik problemi olan
maya kurutma sistemi için kontrolör tasarımı yapılmış ve sonuçlar literatürdeki referans
sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.
Son bölümde ise kullanılan AO algoritması önceki bölümlerde açıklanmış olan kesir
dereceli kaotik osilatörler ile güncellenerek kesir dereceli kaotik osilatör tabanlı Aquila
Optimizasyon (KDKOTAO) algoritması önerilmiştir. Elde edilen sonuçlar temel AO
metodu sonuçları ve literatürde çok kullanılan diğer optimizasyon algoritmaları sonuçlarıyla
karşılaştırmalı olarak temel karşılaştırma fonksiyonları üzerinden sunulmuştur.
Daha sonra önerilen algoritmanın performansını göstermek için zor bir mühendislik
problemi olan kesir dereceli Lorenz kaotik osilatörünün parametreleri kaotikliği maksimize
edecek şekilde optimize edilmiştir.
Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Sonuçlardan da görüldüğü
gibi önerilen kesir dereceli kaotik osilatör tabanlı algoritmik yapı farklı boyuttaki
karşılaştırma problemlerinde üstün performans gösterdiği gibi kesir dereceli Lorenz osilatör
tasarımında da üstün optimizasyon performansı göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Aquila Optimizasyon, Kaotik, Lorenz, Lyapunov

Abstract:
In this thesis, firstly, the foundations such as the inspiration source and mathematical model
of heuristic or meta-heuristic optimization algorithms have been examined. Then, the
mathematical models of fractional-order chaotic oscillator structures that will contribute to
the stochastic motion processes of these algorithms have been thoroughly analyzed with
details.
In the following section, the Aquila Optimization (AO) algorithm and its mathematical
foundations, which will be used in the study, have been thoroughly examined. Controller
design has been carried out for a real engineering problem, which is the yeast drying system,
and the results have been compared with reference results in the literature.
In the final section, the AO algorithm used in this study has been updated by incorporating
the fractional-order chaotic oscillators explained in the previous sections, resulting in the
proposal of the Fractional-Order Chaotic Oscillator-based Aquila Optimization
(FOCKOTAO) algorithm. The obtained results have been presented through comparative
analysis with the basic AO method results and results from other commonly used
optimization algorithms in the literature using fundamental benchmark functions.
Subsequently, to demonstrate the performance of the proposed algorithm, the parameters of
a challenging engineering problem, the fractional-order Lorenz chaotic oscillator, have been
optimized to maximize its chaotic behaviour. The results have been presented comparatively.
As evident from the results, the proposed fractional-order chaotic oscillator-based algorithm
not only demonstrates superior performance in various-dimensional comparison problems
but also exhibits superior optimization performance in the design of the fractional-order
Lorenz oscillator.
Keywords: Aquila Optimzation , Chaotic, Lorenz, Lyapunov