Modelleme bir sanattan çok bir Bilim olarak tanımlanabilir. Bir model kurucu için en önemli karar model seçiminde ilişkileri belirlemektir.

Benzer belgeler
TİPİK MODELLEME UYGULAMALARI

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

EM302 Yöneylem Araştırması 2 Doğrusal Olmayan Programlamaya Giriş. Dr. Özgür Kabak

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - I

HESSİEN MATRİS QUADRATİK FORM MUTLAK ve BÖLGESEL MAKS-MİN NOKTALAR

EŞİTLİK KISITLI TÜREVLİ YÖNTEMLER

TÜREV VE UYGULAMALARI

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 MATEMATİKSEL İKTİSADA GİRİŞ İktisat Hakkında İktisatta Grafik ve Matematik Kullanımı 13

İleri Yöneylem Araştırması Uygulamaları Tam Sayılı Programlama

doğrusal programlama DOĞRUSAL PROGRAMLAMA (GENEL)

Bir Doğrusal Programlama Modelinin Genel Yapısı

Genetik Algoritmalar. Bölüm 1. Optimizasyon. Yrd. Doç. Dr. Adem Tuncer E-posta:

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

Matematiksel modellerin elemanları

Doğrusal Programlama. Prof. Dr. Ferit Kemal Sönmez

Şekil 1.1 Genliği kuvantalanmamış sürekli zamanlı işaret. İşaretin genliği sürekli değerler alır. Buna analog işaret de denir.

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

KONU 4: DOĞRUSAL PROGRAMLAMA MODELİ İÇİN ÇÖZÜM YÖNTEMLERİ I

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI DOKTORA PROGRAMI ŞEKİL TANIMA ÖDEV 2 KONU : DESTEK VEKTÖR MAKİNELERİ

DOĞRUSAL PROGRAMLAMADA DUALİTE (DUALITY)

OPTİMİZASYON TEKNİKLERİ-2. Hafta

Eme Sistem simülasyonu. Giriş. Simulasyonun Kullanım Alanları (Devam) Simulasyonun Kullanım Alanları. Sistem Simülasyonuna Giriş

9/14/2016 EME 3117 SİSTEM SIMÜLASYONU. Giriş. (Devam) Simulasyonun Kullanım Alanları. Sistem Simülasyonuna Giriş. Hafta 1. Yrd.Doç.Dr.

Lineer Programlama. Doğrusal terimi, hem amaç hem de kısıtları temsil eden matematiksel fonksiyonların doğrusal olduğunu gösterir.

2017 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI. Ders Kodu Ders Adı (Türkçe) Müf.No T P K AKTS Tip Op.

DARÜŞŞAFAKA LİSESİ SALİH ZEKİ LİSE ÖĞRENCİLERİ ARASI MATEMATİK PROJELERİ YARIŞMASI

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

KISITLI OPTİMİZASYON


EME 3105 Giriş SISTEM SIMÜLASYONU Sistem Simülasyonuna Giriş Simülasyon Ders 1 Simülasyon, Yrd.Doç.Dr.Beyazıt Ocaktan

İleri Diferansiyel Denklemler

Okut. Yüksel YURTAY. İletişim : (264) Sayısal Analiz. Giriş.

DOĞRUSAL OLMAYAN PROGRAMLAMA -I-

MONTE CARLO BENZETİMİ

Bekleme Hattı Teorisi

BENZETİM. Prof.Dr.Berna Dengiz

OPTİMİZASYON TEKNİKLERİ. Kısıtsız Optimizasyon

İçerik. TBT 1003 Temel Bilgi Teknolojileri

13. Olasılık Dağılımlar

İleri Diferansiyel Denklemler

T.C. AKSARAY ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

2009 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI SINIF: 1 DÖNEM: GÜZ. Ders Kodu Dersin Adı T P K ECTS Ders Tipi

ÇEV 4721 Çevresel Modelleme

Nedim TUTKUN Düzce Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Düzce-Türkiye

ÖZLEM AYDIN TRAKYA ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI MATEMATİK ANABİLİM DALI DERS PLANI Güz Yarı yılı HAFTALIK DERS

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

T.C. DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ SOSYAL BİLİMLER ENSTİTÜSÜ EKONOMETRİ ANABİLİM DALI EKONOMETRİ DOKTORA PROGRAMI

EĞĠTĠM-ÖĞRETĠM PLANI

EĞĠTĠM-ÖĞRETĠM PLANI

2. REGRESYON ANALİZİNİN TEMEL KAVRAMLARI Tanım

Zeki Optimizasyon Teknikleri

DOĞRUSAL OLMAYAN PROGRAMLAMA (NLP)

0.1 Zarf Teoremi (Envelope Teorem)

Optimizasyon İçin Kök(Generic) Model (Doğrusal-Olmayan Programlama Modeli)

Simpleks Yönteminde Kullanılan İlave Değişkenler (Eşitliğin yönüne göre):

EĞĠTĠM-ÖĞRETĠM PLANI

SHA 606 Kimyasal Reaksiyon Akışları-II (3 0 3)

MATLAB OPTİMİZASYON ARAÇ KUTUSUNUN KULLANIMI

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SİVİL HAVACILIK ANABİLİM DALI YENİ DERS ÖNERİSİ/ DERS GÜNCELLEME

x e göre türev y sabit kabul edilir. y ye göre türev x sabit kabul edilir.

Potansiyel Engeli: Tünelleme

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

MAT101 MATEMATİK I BÖLÜM 3 FONKSİYONLAR

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI İLE İLGİLİ ÇÖZÜMLÜ ÖRNEKLER

İŞARET ve SİSTEMLER (SIGNALS and SYSTEMS) Dr. Akif AKGÜL oda no: 303 (T4 / EEM)

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi

Sayılar, cebir, denklemler ve eşitsizlikler, fonksiyonlar, trigonometri, komplerks sayılar, logaritma

Çok değişkenli fonksiyonlar. Maksimum- Minimum

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ BİRİNCİ VE İKİNCİ ÖĞRETİM DERSLERİ

RİSK ANALİZİ VE AKTÜERYAL MODELLEME

1. YIL - 1. DÖNEM DERSİN ADI TEORİK UYGULAMA AKTS

CEVAP ANAHTARI. Tempo Testi D 2-B 3-A 4-A 5-C 6-B 7-B 8-C 9-B 10-D 11-C 12-D 13-C 14-C

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

Karar değişkenlere ilişkin fonksiyonların ve bu fonksiyonlara ilişkin sınırlamaların tanımlanması

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ KİMYA ANABİLİM DALI

YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM

Mühendislikte Sayısal Çözüm Yöntemleri NÜMERİK ANALİZ. Prof. Dr. İbrahim UZUN

Optimal Kontrol. Optimizasyonun Temelleri

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YANDAL EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI

İleri Diferansiyel Denklemler

Temelleri. Doç.Dr.Ali Argun Karacabey

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ÇİFT ANADAL EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - I

İbrahim Küçükkoç Arş. Gör.

EM302 Yöneylem Araştırması 2 Çok değişkenli DOP ların çözümü. Dr. Özgür Kabak

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

Müfredat Bulunan Dersler

Sembolik Programlama1. Gün. Sembolik Programlama. 20 Eylül 2011

MIT OpenCourseWare Ekonomide İstatistiksel Yöntemlere Giriş Bahar 2009

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASINA YÖNTEMLER VE DİĞER BİLİM DALLARI AÇISINDAN BİR BAKIŞ

Prof. Dr. Mahmut Koçak.

DOĞRUSAL OLMAYAN PROGRAMLAMA -II- Tek değişkenli doğrusal olmayan karar modelinin çözümü

Transkript:

MODELLEME MODELLEME Matematik modelleme yaklaşımı sistemlerin daha iyi anlaşılması, analiz edilmesi ve tasarımının etkin ve ekonomik bir yoludur. Modelleme karmaşık parametrelerin belirlenmesi için iyi tanımlamalara dayanır. Çünkü karmaşık olaylar ancak bu şekilde matematik ifadeler şeklinde getirilebilir. Bu ise iyi bir matematik bilgi ve tecrübeyi gerektirir. Modelleme bir sanattan çok bir Bilim olarak tanımlanabilir. Bir model kurucu için en önemli karar model seçiminde ilişkileri belirlemektir. Sistemler için kullanılan genel bir modelleme tekniği yoktur. Bu nedenle sistemler için kurulacak model seçimi oldukça derin bilgi, deneyim ve tecrübeyi gerektirir. Gerçek dünyanın yapısındaki durumların çeşitliliği model kurucuların çalışmalarını etkilemektedir. Bu ise zaman/para gibi maliyet boyutunu da gündeme getirmektedir. Modelleme ile ilgilenen çoğu araştırmaların başta gelen amacı faaliyet şartları altındaki bir süreci kontrol etmektedir. Bu şartlar altında yapılacak hesaplamaların en kısa gerçek zamanda gerçekleştirilmesi beklenir. 1/

TİPİK MODELLEME UYGULAMALARI Ekoloji Çevre Bilimi: Ömür uzunluğu yönetimi ve kontrol; göl ve akarsulardaki bitkilerin kimyasal etkilerinin kontrolü; hava kirliliğinin önlenmesi; su dağıtımı ve kontrolü; orman büyüme yönetimi Medikal-Tıbbi: Görüntüleme ve kontrol için tıbbi araçlar; zeki organlar ( suni kalp, suni böbrek) Ev Araçları: Ev ısıtma ; havalandırma ve ısıtma kontrol; elbise temizlemede elektronik kontrol; nem kontrol ediciler; fırın sıcaklık kontrol Güç/Enerji: Güç sistemleri kontrol ve planlaması; petrol geri kazanma; yel değirmeni optimal kontrolü; denizaltı yer yüzü izleme optimal kontrolü; optimal güç dağıtımı ve güç üretim kontrol Ulaştırma- Taşımacılık: Sensör (elektrik algılayıcı) kullanılarak otoyolda araç trafik akışı kontrolü; otomobillerde otomatik hız kontrolü; raylı ulaşım sistemlerinde sevk kontrol; asansör ve yürüyen merdiven inşası İmalat: Kesme, delme, döküm, kaynak, paketleme, montajda donanımlı robotların kullanımı; kimyasal süreç kontrolü; tekstil imalatında gerginlik kontrolü; sıcak çelik taşıyıcılarda optik hız kontrol Uzay ve Askeri Araştırmalar: Füze yönetim ve kontrol; otomatik pilot; uzay aracı kontrol; izleme sistemleri; nükleer denizaltlıların seyri ve kontrolü 2/

ÇEŞİTLİ SİSTEMLERE AİT MODEL SINIFLARI Statik/ Dinamik Sistemler: Statik sistemler, basit doğrusal ifadeler ile kısmen doğrusal olmayan ifadeler ve cebirsel ifadelerin karışımından oluşurken; Dinamik sistemler, diferansiyel denklemler veya fark denklemleriyle tanımlanırlar. Sürekli Zamanlı/ Kesikli Zamanlı Sistemler: Sürekli zamanlı dinamik sistemler diferansiyel denklemlerle tanımlanırken, kesikli zamanlı dinamik sistemler fark denklemleriyle tanımlanırlar. Doğrusal/Doğrusal Olmayan Sistemler: Doğrusal dinamik sistemler,girdileri doğrusal çözümler olan diferansiyel veya fark denklemleriyle tanımlanırlar.doğrusal olmayan dinamik sistemleri tanımlayan denklemler ise bir veya daha fazla doğrusal olmayan terimlerden oluşurlar. Toplu/Dağıtılmış Parametreler: Toplu parametreli sürekli zamanlı dinamik sistemler adi diferansiyel denklemlerle tanımlanırken, dağıtılmış parametreli sürekli zamanlı dinamik sistemler ise kısmi türevli diferansiyel denklemlerle ifade edilirler. Zamana Göre Değişen/Değişmeyen Sistemler: Zamana göre değişen sistemler,bir veya daha fazla katsayısı zamana bağlı diferansiyel veya fark denklemleriyle tanımlanırlar Deterministik/Stokastik Sistemler: Deterministik sistemler belirli (kesin) parametre 3/ veya girdilere sahip iken stokastik sistemler bir veya daha fazla girdi veya parametresi olasılık özelliğine sahiptir.

OPTİMİZASYON (EN İYİLEME) ---Sınırlı kaynakları kullanarak, amaçlanan fonksiyon ve/veya fonksiyonlar için en iyi sonucun elde edilmesini hedefleyen optimizasyon kavramının matematiksel anlamı aşağıdaki gibi ifade edilmektedir ---Belli bir amaç fonksiyonunu, eldeki değişkenleri kullanarak minimize ya da maximize etmektir. Tüm bunlar gerçekleşirken, çeşitli kısıtlar söz konusu olabilir. Bu kısıtlar iki türlüdür: --Eşitlik kısıtları (equality constraints), ki bunlara her zaman uyulmak zorundadır. --Eşitsizlik kısıtları (inequality constraints), bunlar genelde aşılmaması gereken limitleri belirtir. 4/

OPTİMİZASYON MODELLERİNİN SINIFLANDIRILMASI Optimizasyon problemlerine ait modellerin pek çok çeşidi vardır. Temel olarak optimizasyon modelleri; karar değişkenlerinin sürekli veya kesikli olmalarına göre sınıflandırıldığı gibi, diğer bir açıdan amaç fonksiyonu ve kısıtların özelliklerine göre; -- doğrusal / doğrusal olmayan, -- kısıtlı/ kısıtsız, -- tek boyutlu/ çok boyutlu gibi çeşitli açılardan sınıflandırmalar yapılabilmektedir. 5/

6/

7/

DOĞRUSAL OLMAYAN KISITLI OPTİMİZASYON TEKNİKLERİ Genel kısıtlanmış doğrusal olmayan problemler max. / min. Z=f(x) kısıtlar g(x)<= 0 x 0 şeklinde tanımlanırlar. Burada negatif olmama koşulları x 0, verilen kısıtların parçasıdır. Ayrıca f(x) ve g(x) fonksiyonlarından en azından biri doğrusal değildir ve tüm fonksiyonlar sürekli ve türevlenebilir özelliğe sahiptir. DOĞRUSAL OLMAYAN KISITSIZ OPTİMİZASYON TEKNİKLERİ Genel olarak kısıtsız doğrusal olmayan problemler max. / min. Z=f(x) şeklinde tanımlanırlar. Görüldüğü gibi her hangi bir kısıt bulunmamaktadır. --Kısıtsız Opt.teknikleri-Örnekler: «Doğrudan Arama ve Gradyan Yöntemleri» 8/

MATLAB da OPTİMİZASYON KOMUTLARI ***Optimizasyon problemlerinin bilgisayar ortamında etkin çözümü için MATLAB yazılım paketi içerisinde geliştirilen Komutlar aşağıda görülmektedir: Sürekli Kısıtsız Doğrusal Olmayan Minimizasyon Optimizasyon Teknikleri için: fminbnd, fminsearch, fminunc Sürekli Kısıtsız Doğrusal Olmayan Eşitlik Optimizasyon Teknikleri için: fzero, fsolve Sürekli Kısıtsız Türevlenemez Optimizasyon Teknikleri için: fminsearch Sürekli Kısıtlı Doğrusal Programlama Optimizasyon Teknikleri için: linprog Sürekli Kısıtlı Karesel Programlama Optimizasyon Teknikleri için: quadprog Sürekli Bağıl Kısıtlı Optimizasyon Teknikleri için: fmincon, lsqnonlin, lsqcurvefit Sürekli Kısıtlı Doğrusal En Küçük Kareler Optimizasyon Teknikleri için: lsqnonneg, lsqlin Sürekli Kısıtlı Doğrusal Olmayan Optimizasyon Teknikleri için: fmincon, fseminf, fgoalattain, fminimax 9/

FONKSİYONLARDA KONVEKSİLİK KONKAVLIK y= f(x) şeklindeki tek değişkenli fonksiyonun x bağımsız değişkeninin iki değeri x1 ve x2 için 0 <λ<1 olmak üzere f(x) fonksiyonu ; Şartını gerçekleştiriyorsa bu fonksiyon Konveks(içbükey) Fonksiyon dur. Eğer bu şartta <= yerine < işareti varsa bu takdirde f(x) fonksiyonuna Tam Konveks Fonksiyon adı verilir. Benzer şekilde f(x) fonksiyonu ; Şartını gerçekleştiriyorsa bu f(x) fonksiyonuna Konkav(dış bükey) Fonksiyon, yerine > işareti varsa bu takdirde f(x) fonksiyonuna Tam Konkav Fonksiyon adı verilir. 10/

FONKSİYONLARDA KONVEKSİLİK KONKAVLIK Şekil üzerinde Konveks ve Konkav lık durumlarını ele alırsak: Fonksiyon eğrisi; eğrinin her hangi iki noktasını birleştiren doğrunun altında kalıyor ise Konveks, üstünde kalıyor ise Konkav Fonksiyon olarak tanımlanır. Bu tanıma uymayan fonksiyonlar konveks ve konkav olmayan fonksiyonlar olarak tanımlanır. 11/

FONKSİYONLARDA KONVEKSİLİK KONKAVLIK Diğer bir ifadeyle; bütün x değerleri için; ise f(x) konveks bir fonksiyon; ise f(x) tam konveks bir fonksiyon; ise f(x) konkav bir fonksiyon; ise f(x) tam konkav bir fonksiyon olacaktır. 12/