Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

103-111

Authors: Sevilay ÇETİN

Abstract: In this study, an optimal design procedure of inductor-inductor-capacitor (LLC) resonant converter for on-board electrical vehicle (EV) battery charge applications based on high efficiency is proposed. In the design procedure, lithium-ion battery cells are used due to their high power density, higher voltage and current rates compared to a lead-acid battery cells. Thus, LLC resonant converter should be regulated the output voltage in a wide voltage range with different load conditions according to typical charging profile of lithium-ion battery. For the design procedure, basic operation characteristics of LLC resonant converter is defined and operation regions are discussed in terms of high efficiency. The operation regions of LLC resonant converter are discussed to regulate wide output voltage range. In order to reach high efficiency optimal design, efficiency calculations based on Saber simulation are extracted for discussed operation regions. The best efficiency values are obtained for the operation of above-below resonance. Finally, soft switching operation of the LLC resonant converter is validated by Saber simulation for wide output voltage range and with changing load current. Öz: Bu çalışmada, elektrikli araç (EV) yerleşik batarya şarj uygulamaları için indüktör-indüktör-kapasitor (LLC) rezonanslı bir dönüştürücünün yüksek verime dayalı optimum tasarım metodu sunulmuştur. Tasarım metodunda, lead-acid batarya hücreleri ile kıyaslandığında, yüksek güç yoğunluğu, yüksek akım ve gerilim değerlerine sahip olmaları gibi avantajları doğrultusunda lithium-ion batarya hücreleri kullanılmıştır. Böylece, LLC rezonanslı dönüştürücü, lithium-ion batarya şarj karakteristiğine göre geniş bir çıkış gerilimi aralığını farklı yük değerleri için regüle edebilmelidir. Tasarım yönteminde, LLC rezonanslı dönüştürücünün temel çalışma prensibi tanımlanmıştır ve çalışma bölgeleri yüksek verim açısından tartışılmıştır. LLC rezonanslı dönüştürücü, geniş bir aralıkta çıkış geriliminin regülasyonunu sağlayabilmesi için çalışma bölgeleri incelenmiştir. Yüksek verimli optimum tasarım yaklaşımına ulaşmak için çalışma durumlarına ait verim hesaplamaları Saber simülasyonu yardımı ile çıkarılmıştır. En iyi verim değerleri, rezonans frekansının hem altı hem üstü çalışma durumu için belirlenmiştir. Son olarak tasarlanan LLC rezonanslı dönüştürücünün yumuşak anahtarlamalı çalışması geniş bir gerilim ve yük aralığı için Saber simülasyonu ile doğrulanmıştır. Anahtar kelimeler: Elektrikli araç batarya şarjı, LLC rezonanslı dönüştürücü, Yüksek verim, Optimum tasarım

119-125

Authors: Bahadır AKBAL

Öz: Kılıf akımı yüksek gerilim yeraltı kablolu hatlarda arızalara ve elektrik çarpılmalarına neden olmaktadır. Ayrıca kabloda ek ısı meydana getirerek kablonun akım taşıma kapasitesini düşürür. Kılıf akımını düşürmek için farklı önlemler alınabilir. Fakat en uygun önlemin alınabilmesi için öncelikle hatta oluşacak kılıf akımının, hat daha kurulmadan proje aşamasında belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada yeni kurulacak olan bir yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın kılıf akımı, yapay sinir ağı ile parçacık sürü optimizasyonu, inertia ağırlıklı parçacık sürü optimizasyonu ve genetik algoritma kullanılarak oluşturulan melez yöntemler ile tahmin edilmiştir. Yapay sinir ağı tabanlı melez yöntemlerin eğitimi için PSCAD/EMTDC programında modeli oluşturulan yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın benzetimlerinden elde edilen veriler kullanılmıştır. Çalışmalar sonunda melez yöntemlerin yapay sinir ağına göre doğruluk bakımından üstünlük sağladığı görülmüştür. Melez yöntemlerin sonuçları kendi içlerinde karşılaştırıldığında ise inertia ağırlıklı parçacık sürü optimizasyonu ile yapay sinir ağının kullanımı sonucu elde edilen melez yöntem sonuçlarının diğer yöntemlere göre üstün olduğu görülmüştür. Böylece önerilen yöntem ile yüksek gerilim yeraltı kablolu hattın kılıf akımı proje aşamasında tespit edilecek ve kılıf akımının düşürülmesi için en uygun önlemler uygulanarak arızaların ve elektrik çarpmaların önüne geçildiği gibi kablo performansı da artırılacaktır. Anahtar kelimeler: Yüksek gerilim yeraltı kablosu, Yapay sinir ağı, Optimizasyon yöntemleri, Kılıf akımı, Melez yöntemler Abstract: The sheath current causes cable faults and electroshock risk in high voltage underground cable lines. Also the sheath current increases cable temperature and it reduces cable ampacity. Hence, cable performance decreases due to the sheath current. Different precautions can be taken to reduce the sheath current effects in high voltage underground cable line. However, primarily the sheath current must be detected at the project phase of high voltage underground cable line. In literature, artificial neural networks are used for forecasting studies. In this study, artificial neural network (ANN) is used with particle swarm optimization, particle swarm optimization with inertia weight and genetic algorithm to generate hybrid ANN methods for forecasting of the sheath current. High voltage underground cable line is modeled in PSCAD/EMTDC to measure the sheath current of different high voltage underground lines, and the obtained data from PSCAD/EMTDC are used to train artificial neural network based hybrid methods to forecast the sheath current of any high voltage underground cable line. When particle swarm optimization with inertia weight is used with artificial neural network, hybrid ANN-iPSO method is developed. The results of ANN-iPSO are better than the results of ANN-GA and ANN-PSO. If ANN-iPSO is used to determine the sheath current, the sheath current of high voltage underground cable line can be determined at the project phase of high voltage underground cable line. Hence, the most suitable precautions can be implemented, and cable faults and electroshock risk can be prevented, also cable performance is increased in high voltage underground cable line.

133-143

Authors: Tolga YÜKSEL

Öz: Görsel kılavuzlanan bir mobil robotun baş etmesi gereken sorunlarından biri gece görüştür. Mobil robotların diğer bir uygulama alanı ise lider takibidir. Bu çalışmada bu amaçlara yönelik tasarlanmış Bilecik Mobil Robot (BLMρ) tanıtılmaktadır. Çalışmada gece görüş IR-LED kamera ile sağlanırken şekil taşıyan lideri bulma ve takip etme bölgesel tanımlayıcılar, 2B çapraz korelasyon ve şekil betimleyici ile başarılmıştır. Kalman filtresi ile hesapsal yük azaltılarak daha etkin bir takip algoritması oluşturulmuştur. BLMρ lider üzerindeki şeklin görsel geribesleme ile elde edilen merkezinin görüntüdeki konumunu ve BLMρ’ya uzaklığını belirten görüntüdeki alanını giriş olarak almaktadır. Bu girişleri kullanan bulanık mantık birimi sağ ve sol tekerler için kontrol işaretleri üretmektedir. Çalışmada belirtilen aşamalar ayrıntılarıyla verilmiş, lider takibi için kullanılan yöntemler karşılaştırılmış ve deneysel sonuçlar sunulmuştur. Anahtar kelimeler: Lider takibi, Mobil robot, Şekil eşleme, IR-LED kamera Abstract: One of the problems that a visually guided mobile robot has to deal with is night vision. Another application field of mobile robots is leader tracking. In this study, Bilecik Mobile Robot (BLMρ) which is designed for these purposes is introduced. While night vision is provided by an IR-LED camera, shape carrying leader detection and following is achieved with regional descriptors, 2D cross-correlation and shape context. A more efficient following algorithm is obtained by decreasing computational cost with Kalman filtering. BLMρ takes the position of the center of the shape on the leader obtained from visual feedback and the shape area defining the distance between BLMρ and the leader as inputs. A fuzzy logic unit uses these inputs to generate control signals for left and right wheels. In the study, these stages are given in details, the methods used for leader tracking are compared and experimental results are presented.

149-164

Authors: Muhammed Enes BAYRAKDAR, Ali ÇALHAN1

Öz: Kablosuz bilişsel radyo ağ çalışmaları yeni uygulamalar için gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Kablosuz ağlarda, düğümler arası haberleşmeyi MAC (Ortam Erişim Kontrol) protokolleri sağlamaktadır. MAC protokolleri kablosuz haberleşme kanallarında oluşan gizli terminal ve sinyal kaybolma etkileri gibi hata ve problemlerden dolayı daha da önemli bir hale gelmektedir. MAC protokolleri ile ilgili birçok çalışma yapılmasına rağmen, yapılan çalışmaların büyük çoğunluğu izole şekilde kullanılmıştır. Bu çalışmada, birbirinden habersiz yapılan literatürdeki bütün çalışmaların derlemesi yapılmıştır. Ayrıca, MAC protokollerinin tanımı ve kısa açıklamaları da bu çalışmada yer almaktadır. Sonuç kısmında, gelecek çalışmalar için önerilerde bulunulmuş ve MAC alanı ile ilgili genel ifadeler vurgulanmıştır. Anahtar kelimeler: Bilişsel radyo, Kablosuz ağlar, Ortam erişim kontrol Abstract: Wireless cognitive radio network studies are gaining importance day by day for new applications. In wireless networks, communication between nodes is provided by MAC (Medium Access Control) protocols. MAC protocols are becoming more important due to hidden wireless communication terminal problem, signal errors and problems that occur in channels such as loss effects. Although there are many studies on the MAC protocols, majority of these studies are isolated from each other. In this study, the compilation of all work that is unaware of each other in the literature has been made. In addition, the definition of MAC protocols and brief descriptions are also included in this study. In the concluding part, some suggestions for future work are presented and general terms about MAC are emphasized.