matlab basıcs

MATLAB
ARMAN AMAK
(Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama
Bölümü)
ZİRAAT MÜHENDİSİ
MATLAB
Bu programa yardımcı bazı başlıklar şu
şekildedir;
1)Yapay sinir ağları
2)Bulanık mantık
2
MATLAB TANIM
MATLAB NEDİR?
MATLAB®(MATrix LABoratory – Matris Laboratuarı), temel olarak teknik ve
bilimsel hesaplamalar için yazılmış yüksek performansa sahip bir
yazılımdır.Bir mühendisin ya da bir bilim adamının kendi alanında ve
kendi alanlarıyla ilişkili yan alanlarda kullanabileceği yazılım dilleri
arasındaki en gelişmiş dil MATLAP dilidir. 1970’lerin sonunda Cleve
Moler tarafından yazılan Matlab programının tipik kullanım alanları:
– Matematiksel (nümerik ve sembolik) hesaplama işlemleri
– Algoritma geliştirme ve kod yazma yani programlama
– Lineer cebir,istatistik,Fourier analizi,filtreleme,optimizasyon,sayısal
integrasyon vb. konularda matematik fonksiyonlar
– 2D ve 3D grafiklerinin çizimi
– Modelleme ve simülasyon (benzetim)
– Grafiksel arayüz oluşturma
– Tarımsal faaliyetlerde
– Veri analizi ve kontrolü
– Gerçek dünya şartlarında uygulama geliştirme
şeklinde özetlenebilir.
3
MATLAB TANITIM
MATLAB,matematik-istatistik
,optimizasyon,fuzzy,işaret
ve
görüntü
işleme,kontrol tasarımları, yöneylem çalışmaları, tıbbi araştırmalar,
finans ve uzay araştırmaları gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.
MATLAB, kullanıcıya hızlı bir analiz ve tasarım ortamı sağlar.
• Matlab programını C/C++ diline dönüştürebilir,
• 20. dereceden bir denklemin köklerini bulabilir,
• 100x100 boyutlu bir matrisin tersini alabilir,
• Bir elektrik motorunu gerçek zamanda kontrol edebilir,
• Bir otobüsün süspansiyon simülasyonunu yapabilirsiniz, ……..
4
MATLAB GRAFİK
Matlab, 2D ve 3D başta olmak üzere çok gelişmiş grafik araçları sunar:
• Çizgi (line) grafikler (plot, plot3, polar)
• Yüzey (surface) grafikler (surf, surfc)
• Ağ (mesh) grafikler (mesh, meshc, meshgrid)
• Contour grafikler (contour, contourc, contourf)
• Çubuk (bar), pasta (pie) vb özel grafikler (bar, bar3, hist, rose, pie, pie3)
• Animasyonlar (moviein, movie vb komutlar)
5
YAPAY SİNİR AĞLARI
Çağdaş dünyada programlanmış bilgisayarlar hem olaylar ile
ilgili bilgileri toplayabilmekte,olaylar hakkında karar verebilmekte hemde
olaylar arasındaki ilişkileri öğrenebilmektedir. Matematik formülünün
kurulması zor veya imkansız olan ve çözülmesi mümkün olmayan
problemler bile sezgisel yöntemler ile bilgisayarlar tarafından
çözülebilmektedir.Bilgisayarları bu özellikler ile donatan ve bu
yeteneklerinin gelişmesini sağlayan çalışmalar ‘’yapay zeka’’ çalışmaları
olarak bilinmektedir. İlk defa 1950’li yıllarda ortaya atılan yapay zeka
terimi oldukça ilgi görmüş ve 40-50 yıllık bir zaman diliminde hayatın
vazgeçilmez parçası olan sistemlerin doğmasına vesile olmuştur.
6
YAPAY SiNiR AĞLARININ
TARIMSAL ALANLARDA
KULLANIMI
Yapay sinir ağları (YSA), bir veri giriş sistemidir. Bu
sistemdeki kurallar ve ilişkiler tam olarak bilinmemektedir. Bu kuralları ve
ilişkileri ortaya çıkarmak için mevcut verilerden hareket ederek bir veri
işleme sistemi ve algoritması geliştirilir. Aşağıda anlatacağım çalışmalar
tarım alanında çalışan araştırmacıların ilgisini bu metoda çekmek ve
tarımsal problemlerin çözümünde bir alternatif olarak yöntem olarak
dikkate alınmasını sağlamaktır.
7
YAPAY SİNİR AĞLARININ
TARIMSAL ALANLARDA
KULLANIMI
YSA’nın bir uygulaması, toprağın su geçiriciliğini tahmin etmek
için Meksikada yapılmıştır. Toprağın doymazlık problemini çözmek için
çoğu zaman zorlukla elde edilen toprak verileri gerekmektedir. Problemi
YSA ile çözmek için iki katmanlı bir model kullanılmıştır. Sonuçları lineer
regresyon yöntemi ile kıyaslanmış hangi durumlarda YSA’nın daha efektif
olduğu belirlenmiştir.(Tamari vd.,1996)
Yeraltı suları drenaj sisteminin tasarlanması için başka bir YSA
uygulaması da, beş giriş verisi (su yolu alanı günlük yağmur miktarı, günlük
buharlaşma miktarı,
bir önceki gün su tablosu derinliği ve önceki gün su yolu akımı) ve iki çıkış
düğümü şeklinde Kanada’da yapılmıştır.yöntem yonca tarlalarının drenaj
sisteminin tasarımı için kullanılmış ve olumlu sonuçlar vermiştir. (Yang
vd.,1996)
8
YAPAY SİNİR AĞLARI
Şekil 1: Biyolojik bir yapay sinir ağı hücresi
9
BULANIK MANTIK
Bulanık mantık ve bulanık mantık tabanlı
uygulamalar son yıllarda hızlı bir gelişme göstermişlerdir.
Bu gelişmelerden en fazla etkilenen alanlardan biriside
kontrol sistemleridir. Öyle ki artık hemen her türlü
kontroluygulamasında alternatif olarak karşımıza bir bulanık
mantık denetleyici çıkmaktadır.
10
BULANIK MANTIK
11
BULANIK MANTIK
Günlük hayatta rastgele kullandığımız bir çok terim
genellikle bulanık bir yapıya sahiptir.Bir şeyi tanımlarken, bir
olayı açıklarken, komut verirken ve daha bir çok durumda
kullandığımız sözel veya sayısal ifadeler bulanıklık içerir. Bu
terimlere örnek
olarak;yaşlı,genç,uzun,kısa,sıcak,soğuk,ılık,bulutlu,parçalı
bulutlu,güneşli,hızlı,yavaş,çok, az,biraz,fazla,çok az,çok
fazla gibi daha bek çok sözel terim gösterilebilir. Biz insanlar
bir olayı anlatıp, bir durum karşısında karar verirken bu tür
kesinlik ifade etmeyen terimler kullanırız.
12
BULANIK MANTIK
Kişinin yaş durumuna göre ona yaşlı, orta yaşlı,
genç, çok yaşlı ve çok genç deriz. Yolun kayganlık ve
rampa durumuna göre arabanın gaz veya fren pedalına
biraz daha yavaş veya biraz daha hızlı basarız. Çalıştığımız
odanın ışığı yetersiz ise onu biraz artırır, yeterinden fazla
ise biraz azaltırız.Bütün bunlar insan beyninin belirsiz ve
kesinlik içermeyen durumlarda nasıl davrandığına ve
olayları nasıl değerlendirip, tanımlayıp, komut verdiğine dair
birer örnektir.
13
UYGULAMA ALANLARI
YAPAY SİNİR AĞLARININ TARIM ALANINDAKİ
UYGULAMALARI
YSA’nın bütün alanlarda uygulamaları gözden geçirildiğinde binlerce
uygulamanın yapıldığı ve başarılı sonuçların elde edildiği görülebilir. Bu
kapsamda, YSA uygulamaları;
• Endüstriyel uygulamalar
• Finansal uygulamalar
• Askeri ve savunma uygulamaları
• Sağlık uygulamaları
• Tarımsal uygulamalar başlıkları altında incelenebilir.
• Bu çalışmada YSA’nın tarım alanlarındaki uygulamaları ele
alınmaktadır.Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde tarımsal alanlardaki
YSA uygulamalarının doksanlı yıllardan itibaren başladığı ve oldukça
yeni olduğu görülmektedir. Bu çalışmalardan bazılarına ilişkin özet
bilgiler aşağıda verilmiştir.
14
SULAMA ALANINDAKİ
UYGULAMALARI
Gerilim bozulmalarının tarımsal sulamada kullanılan farklı
besleme türlerine sahip asenkron motorlar üzerindeki etkilerinin
araştırılması isminde bir araştırma yapılmıştır. Araştırma kapsamında
Türkiye’nin tarımsal arazilerin çok yüksek bir oranının mevcut olduğu
GAP uygulama bölgesinin sulama ağıçok yetersizdir. Bu nedenle
sulama işlemi, çiftçilerin kendi olanaklarıyla kurdukları, derin kuyulardan
yeraltı suyunun yüksek güçlü asenkron motorlar ile yeryüzüne çıkarıldığı
tesislerle yapılmaktadır. Bu çalışmada sulama dönemlerinde şebekede
meydana gelen gerilim dalgalanmalarının asenkron motorların
performansı
üzerindeki etkileri analiz edilmiştir.
15
SULAMA ALANINDAKİ
UYGULAMALARI
Bu etkilerin analizi için Türkiye’nin Güneydoğu Anadolu
Bölgesinde Kızıltepe Ovasında tarımsal sulamanın yapıldığı bir tesis pilot
olarak seçilmiştir. Ele alınan tesisi besleyen dağıtım hattındaki gerilim
değişimleri kaydedilmiştir. Bu tesiste kullanılan pompa-asenkron motor
grubu MATLAB/Simulink’te modellenmiş ve benzetim çalışması yapılmıştır.
Benzetim çalışmalarında, dağıtım sisteminden kaydedilmiş gerilim
bozulmalarının asenkron motorun performansı üzerindeki
etkileriincelenmiştir. Motor-pompa grubu bozuk şebeke gerilimine doğrudan
ve gerilim kaynaklı altı adımlı AC sürücü üzerinden bağlanarak motor çıkış
parametreleri incelenmiştir. Sonuçlara bağlı olarak şebekegeriliminde
dalgalanmayı azaltma yönünde asenkron motor sistemlerinde alınabilecek
önlemler tartışılmıştır.
16
TEŞEKKÜRLER 
BENİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM…
17