20. IEEE SİNYAL İŞLEME VE İLETİŞİM UYGULAMALARI KURULTAYI LYKIA WORLD OTELİ, ÖLÜDENİZ, FETHİYE, MUĞLA NİSAN 2012 TEKNİK PROGRAM

Benzer belgeler
Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

Optik Kuvvetlendiriciler ve Uygulamaları Optical Amplifiers and Applications

Aşağı Link MC-CDMA Sistemlerinde Kullanılan PIC Alıcının EM-MAP Tabanlı Olarak İlklendirilmesi

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

Güç Spektral Yoğunluk (PSD) Fonksiyonu

Sayısal Filtre Tasarımı

ÖZGEÇMİŞ ve YAYINLAR LİSTESİ

İletişim Ağları Communication Networks

Geliştirilmiş Fisher Ayraç Kriteri Kullanarak Hiperspektral Görüntülerde Sınıflandırma

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

ADAPTİF FİLTRELERDE GAUSS-SEIDEL ALGORİTMASININ STOKASTİK YAKINSAMA ANALİZİ

ÇEŞİTLİ ERBİYUM KATKILI FİBER YÜKSELTEÇ KONFİGÜRASYONLARI İÇİN KAZANÇ VE GÜRÜLTÜ FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

Kalman Filtresinin Radar Hedef İzlemedeki Performans Analizi. The Performance Analysis of Kalman Filter on Radar Target Tracking

Murat Genç Elektrik ve Elektronik Mühendisi TÜBİTAK-UZAY

Matris Cebiriyle Çoklu Regresyon Modeli

YAPAY SİNİR AĞI KULLANARAK DEPREM EĞİLİMİNİN KESTİRİMİ. Umut FIRAT

Direnç(330Ω), bobin(1mh), sığa(100nf), fonksiyon generatör, multimetre, breadboard, osiloskop. Teorik Bilgi

Adaptif Antenlerde Işın Demeti Oluşturma Algoritmaları

Optik Modülatörlerin Analizi ve Uygulamaları Analysis of the Optical Modulators and Applications

FİZ217 TİTREŞİMLER VE DALGALAR DERSİNİN 2. ARA SINAV SORU CEVAPLARI

8.04 Kuantum Fiziği DersXIX

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

DEVRE VE SİSTEM ANALİZİ ÇALIŞMA SORULARI

Mustafa A. Altınkaya

KABLOSUZ İLETİŞİM

Çeşme Yarımadası İçin Rüzgar Bilgisi Analizi Ve

İşaret ve Sistemler. Ders 2: Spektral Analize Giriş

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

Teori ve Örneklerle. Doç. Dr. Bülent ORUÇ

Leyla Yıldırım Bölüm BÖLÜM 2

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

GÜÇ SİSTEM HARMONİKLERİNİN AYRIK HARTLEY DÖNÜŞÜMÜ İLE İNCELENMESİ

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 3. Veri ve Sinyaller

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

Bilgisayarla Görüye Giriş

SMI Algoritmasını Kullanan Adaptif Dizi İşaret İşleme Sistemlerinin İncelenmesi

ENÇOK OLABİLİRLİĞİN MONTE-CARLO SİMÜLASYONLARIYLA BİRLİKTE KULLANILMASIYLA GÜRÜLTÜLÜ VERİLERDEN SİNÜZOİTLERİN PARAMETRELERİNİN KESTİRİMİ

1st TERM Class Code Class Name T A C. Fizik I Physics I Bilgisayar Programlama I (Java) Computer Programming I (Java)

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

SİNYALLER VE SİSTEMLERİN MATLAB YARDIMIYLA BENZETİMİ

1. YARIYIL / SEMESTER 1

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

2 1 fonksiyonu veriliyor. olacak şekilde ortalama değer teoremini sağlayacak bir c sayısının var olup olmadığını araştırınız. Eğer var ise bulunuz.

12. DC KÖPRÜLERİ ve UYGULAMALARI

Elektromanyetik Dalga Teorisi

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL HABERLEŞME SİSTEMLERİ TEORİK VE UYGULAMA LABORATUVARI 3.

Bilgisayarla Görüye Giriş

Pasif Optik Ağların Analizi ve Uygulamaları Analysis and Applications of the Passive Optical Networks

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

İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İLETİŞİM LABORATUARI SAYISAL FİLTRELER

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

MIMO Radarlarda Hedef Tespiti için Parametrik Olmayan Adaptif Tekniklerin Performans Değerlendirilmesi

RASGELE SÜREÇLER İ.Ü. ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ İLETİŞİM LABORATUVARI ARALIK, 2007

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Prof.Dr. ÜNAL ERKAN MUMCUOĞLU.

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

EEM 202 DENEY 8 RC DEVRELERİ-I SABİT BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Frekans Seçici Kanallarda Çalışan Yukarı Link MC-CDMA Sistemleri için EM Tabanlı Birleşik Bilgi Sezim ve Kanal Kestirim Yöntemi

3. V, R 3 ün açık bir altkümesi olmak üzere, c R. p noktasında yüzeye dik olduğunu gösteriniz.(10

BİLGİSAYAR YÜKLERİNİN HARMONİK AKTİVİTE KESTİRİMİ VE HARMONİK ANALİZİ

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

Doğrusal Olmayan Devreler, Sistemler ve Kaos

HABERLEŞMENIN AMACI. Haberleşme sistemleri istenilen haberleşme türüne göre tasarlanır.

İÇİNDEKİLER CİLT I ELEKTROMANYETİK GEÇİT SÜREÇLERİ

EEM HABERLEŞME TEORİSİ NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ. Anten Parametrelerinin Temelleri. Samet YALÇIN

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

DENEY 25 HARMONİK DİSTORSİYON VE FOURIER ANALİZİ Amaçlar :

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

İki Aşamalı C Band Ebrium Katkılı Fiber Yükselteçlerde (EKFY) Kazanç Düzeltmek İçin Uzun Periyotlu Fiber Izgara Kullanılması

BÖLÜM-2. Sabit katsayılı çizgisel homojen diferansiyel denklem örneği olarak

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

Elektrik Mühendisliği Elektrik Makinaları Güç Sistemleri (Elektrik Tesisleri) Kontrol Sistemleri

GÜÇ SİSTEMLERİNDE MEYDANA GELEN DALGA ŞEKLİ BOZUKLUKLARININ DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ YARDIMIYLA TESPİTİ

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Kamile ŞANLI KULA İletişim Bilgileri : Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Adres Matematik Bölümü, KIRŞEHİR

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Hazırlayan. Bilge AKDO AN

İÇİNDEKİLER KISIM 1: BİRİNCİ MERTEBE ADİ DİFERENSİYEL DENKLEMLER

LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ

HABERLEŞME SİNYALLERİNDE MODÜLASYON SINIFLANDIRMASI AMAÇLI PARAMETRE KESTİRİMİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 3 s Ekim 2006

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 8- AC Devreler. Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt.

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Rastgele Süreçler. Rastgele süreç konsepti (Ensemble) Örnek Fonksiyonlar. deney. Zaman (sürekli veya kesikli) Ensemble.

KABLOSUZ İLETİŞİM

Yüksek Gerilim Tekniği İÇ AŞIRI GERİLİMLER

ÇİFT EŞİK DEĞERLİ GÖRÜNTÜ NETLEŞTİRME YÖNTEMİ

Transkript:

. IEEE SİNYAL İŞLEE VE İLETİŞİ UYGULAALARI KURULTAYI LYKIA WORLD OTELİ, ÖLÜDENİZ, FETHİYE, UĞLA 8- NİSAN TEKNİK PROGRA

TEKNİK PROGRA - cuma Nisan, Cuma 6:45-8:5 Oda: Yunus Emre Doğrusal Olmayan Sinyal İşleme Oturum Başkanı: ustafa Altınkaya İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Deneysel Kip Çözümleme ile güç Kalitesi Bozukluklarından Özellik Vektörü Çıkarımı Turgay Yalçın, Ondokuz ayıs Üniversitesi Okan Özgönenel, Ondokuz ayıs Üniversitesi usic ve Esprit Algoritmaları Kullanılarak Kaotik Salınımlar Yapan Enerji Sistemi İşaretlerinin Frekans Kestirimi Cengiz Polat Uzunoğlu, İstanbul Üniversitesi ukden Uğur, İstanbul Üniversitesi Elektrik Sistemi Ortak Bağlantı Noktalarında Harmonik Akım Katkılarının Ölçüme Dayalı Olarak Belirlenmesi Özgür Ünsar, Hacettepe Üniversitesi Özgül Salor, TÜBİTAK Işık Çadırcı, Hacettepe Üniversitesi uammer Ermiş, ODTÜ Harici Uyartı Akımı ve İyonik Konsantrasyonların Hodgkin- Huley Sinir odeli Üzerindeki Etkileri Ramazan Tekin, Batman Üniversitesi. Emin Tağluk, İnönü Üniversitesi Ömer Faruk Ertuğrul, Batman Üniversitesi Enzimatik Reaksiyonların Kimyasal Lengevin- Levy Denklemiyle odellenmesi ustafa A. Altınkaya, İYTE Ercan E. Kuruoğlu, Consiglio Naziole dele Ricerche Nisan, Cuma 6:45-8:5 Oda: İbni Sina Optik Haberleşme Sistemleri ve Uygulamaları Düzenleyen: N. Özlem Ünverdi Yıldız Teknik Üniversitesi Üç Aşamalı L Band EDFA Optimizasyonu urat Yücel, Gazi Üniversitesi H. Haldun Göktaş, Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Gökcan Akkaya, Gazi Üniversitesi Fotonik Kristal Fiber Yapılarının Kıvrılma Kaybı Analizi Hüseyin Ademgil, Lefke Avrupa Üniversitesi ehmet Toycan, Uluslararası Kıbrıs Üniversitesi Shyqyri Haha, University of Kent Tip I ve Tip II Kuantum Kaskad Lazerlerdeki Optik Kazançların Uyarlamalı Sinirsel Bulanık Denetim Sistemi Kullanılarak odellenmesi Fatih V. Çelebi, Yıldırım Beyazıt Üniversitesi urat Yücel, Gazi Üniversitesi Sevgi Yiğit, Ankara Üniversitesi Yavaş Işığın 8- Kat Simetrik Kuazi Kristal Dalga Kılavuzlarında Analizi Hasan Hüseyin Özbenli, Hacettepe Üniversitesi Hamza Kurt, TOBB Ekonomi ve Tekn. Üniversitesi Erdem Yazgan, Hacettepe Üniversitesi Erbiyum ve İterbiyum Katkılı Optik Fiber Kuvvetlendiriclerin Kazanç Analizi Tolga Küçükarslan, Yıldız Teknik Üniversitesi N. Özlem Ünverdi, Yıldız Teknik Üniversitesi Raylı Ulaşımda Optik Haberleşme Sistemleri ve Uygulamaları N. Özlem Ünverdi, Yıldız Teknik Üniversitesi N. Aydin Ünverdi, İstanbul Teknik Üniversitesi Nisan, Cuma 6:45-8:5 Oda: Hipokrat Özel Oturum Sinyal İşlemeye Dayalı Engellilere ve Hastalara Yardımcı Teknolojiler Düzenleyenler: H. Kemal Ekenel İstanbul Teknik Üniversitesi 56. IEEE sinyal İşleme ve İletİşİ

USIC VE ESPRIT ALGORİTALARI KULLANILARAK KAOTİK SALINILAR YAPAN ENERJİ SİSTEİ İŞARETLERİNİN FREKANS KESTİRİİ FREQUENCY ESTIATION OF POWER SYSTE SIGNALS WITH CHAOTIC OSCILLATIONS USING USIC AND ESPRIT ALGORITHS Cengiz Polat UZUNOĞLU, ukden UĞUR Elektrik ve Elektronik ühendisliği Bölümü İstanbul Üniversitesi {polat, mugur}@istanbul.edu.tr ÖZETÇE Kaotik ferrorezonans, enerji sistemlerinde aşırı yüksek akım ve gerilim değerinde kaotik salınımlara neden olabilen bozucu etkilerden birisidir. Sitemi koruyabilmek ve düzgün çalışabilmesini sağlayabilmek için frekans kestirimi hızlı ve doğru bir şekilde yapılmalıdır. Bu çalışmada öncelikle ferrorezonans durumundaki kaotik salınımları modelleyebilmek amacıyla zorlanmış Duffing osilatörünün dinamik eşitlikleri kullanılmıştır; elde edilen bozulmuş şebeke işaretinin frekans kestirimi ise USIC (Çoklu işaret sınıflandırma) ve ESPRIT (Rotasyonel değişmez teknikler ile parametre kestirimi) yöntemleri ile yüksek doğrulukla gerçekleştirilmiştir. Son aşamada ise önerilen yöntemlerin başarım analizi için bilgisayar benzetimleri elde edilerek İGO (İşaret gürültü oranı) değerlerine karşılık gelen kestirim başarımı elde edilmiş ve yöntemlerin kestirim başarımı karşılaştırmaları verilmiştir. ABSTRACT Chaotic ferroresonance is one of the disturbances of a power system, which may cause chaotic oscillations with over voltages and over currents. In order to protect system and keep it stable the frequency estimation should be fulfilled accurately. In this study first chaotic oscillations of ferroresonance are modeled with forced Duffing oscillator s dynamical equations. USIC (ultiple Signal Classification) and ESPRIT (Estimation of Parameters by Rotationally Invariant Technique) methods are proposed for frequency estimation of chaotically distorted power system signals. Frequency is estimated efficiently by using the USIC and ESPRIT methods. Finally, computer simulations have been carried out for the performance analysis of the proposed methods and the comparison results of the proposed methods based on the SNR (Signal to noise ratio) values are given.. GİRİŞ Enerji sistemlerinin sorunsuz ve kesintisiz çalışabilmesi için, anma frekansı, gerilim, yük akışı, vb. bazı parametrelerin düzenli olarak kontrol edilmesi ve değerlerin önceden belirlenen limitler dahilinde kalması gerekmektedir. Herhangi bir nedenle anma frekansından uzaklaştıkça sistem kararsızlaşır; bu nedenle frekans kestiriminin çeşitli gürültü seviyelerinde doğru, hızlı ve etkin bir şekilde yapılması gereklidir. Frekans kestirimi için önceki çalışmalarda sıfır geçiş [], ayrık Fourier dönüşümü (DFT) [], sayısal evre kenetleme (phase locked loop, PLL) [], en küçük kareler (LS) [4], Newton- Raphson yöntemi [5], Kalman süzgeci [6] ve yapay sinir ağları gibi çeşitli sayısal ve eniyileme yöntemleri kullanılmıştır. Kaotik ferrorezonans, trafo ve kapasiteleri barındıran bir enerji sisteminde, manyetik akının durumuna bağlı olarak düzgün olmayan açma kapama işlemleri sonucunda ortaya çıkabilen [7] bozucu ve kolay öngörülemeyen bir etkidir. Ferrorezonans yüksek akım ve gerilim değerlerinde genellikle düzensiz ya da kaotik dalga şekilleri oluşmasına neden olur. Bu çalışmada kaotik ferrorezonansı modelleyebilmek için zorlanmış kaotik Duffing osilatörünün (Forced Duffing Oscillator) dinamik yapısı kullanılmıştır [8]. Kaotik dinamik sistem modelini gerçekleyebilmek için Duffing diferansiyel denklem sistemi çözümleri kullanılmıştır [9]. Sistemin Poincaré çizimi ve faz uzayı (çekici) çizimi gösterilerek kaotik çıkışın durumu incelenmiştir []. USIC ve ESPRIT alt uzay temelli ve yüksek çözünürlük sağlayan kestirim yöntemleridir. İlk olarak, beyaz Gauss gürültüsüyle bozulan sinüzoidal işaret frekanslarının kestirimi için önerilen bu yöntemler günümüzde uyarlamalı demet oluşturma amacıyla işaretlerin geliş doğrultularının kestirimi için de kullanılmaktadır []. Bu yöntemler, görünge kestirimi için alt uzay matematiksel ifadelerini kullandıklarından alt uzay yöntemleri olarak nitelendirilirler. Teorik olarak yöntemlerin çözünürlükleri işaret gürültü oranından (İGO) bağımsızdır. Dar bantlı işaretler için kullanılan bu yöntemler geniş bantlı işaretler için çalışmamaktadır. Bu çalışmada şebeke işareti dar bantlı olduğu için başarılı bir şekilde kullanılabilmiştir. Bu çalışmada öncelikle Duffing osilatörü kullanılarak kaotik ferrorezonans gürültüsü modeli oluşturulmuştur. Daha sonra USIC ve ESPRIT yöntemleri gürültülü şebeke işaretinin frekans ölçümünü çeşitli İGO değerleri için verimli bir şekilde gerçekleştirmiştir.. KAOTİK FERROREZONANS Doğrusal olmayan bir sistemin girdisi, çıktısı da y olarak kabul edilirse, sistemde y hesaplanırken ortaya çıkacak hata, doğrusal sistemin aksine ' in ölçümündeki ufak hata ile orantılı olmayacak, çok daha ciddi sapma ve yanılmalara yol açacaktır. Bu özelliklerinden dolayı doğrusal olmayan sistemler kaotik davranma potansiyelini içlerinde taşırlar []. Enerji sistemlerinde görülen en önemli kaotik gürültü ferrorezonanstır. Ferrorezonans durumunda enerji sisteminde 978--467-56-8//$6. IEEE

oluşan kapasite ve indüktans etkileri, aşırı gerilim ve akım dalgaları doğurarak tüm sistemi tehlikeye atar. Zorlanmış Duffing Osilatörü (ZDO) kaotik çıkış özelliği gösterebilen basit yapılı bir sistemdir. Enerji sistemlerindeki ferrorezonans nedeniyle oluşan kaotik titreşimleri modellemek için ZDO dinamik diferansiyel denklem takımları kullanılabilir. Duffing osilatörünü modelleyen genel diferansiyel eşitlik aşağıda verilmiştir. + δ + ( β ± w ) = γ cos( wt +Φ) () Parametre değerlerine göre eşitlik çeşitli durumları tanımlar. Eşitlikteki δ sönümlenme faktörü, γ zorlanma faktörü ve w açısal frekanstır. Ayrıca Φ sistemin fazı, β ve w ise sistemin karakteristiklerini belirleyen sabitlerdir. Bu çalışmada kaotik ferrorezonansı elde edebilmek için β = w = ve Φ = olarak seçilmiştir. Bu değerler seçilerek elde edilen doğrusal olmayan osilatör modeli aşağıda verilmiştir []. + δ + = γ cos( wt) () Sıradan diferansiyel denklem takımı Eşitlik () de verilmiştir. = y y () = δy+ γ cos( wt) Şekil : Doğrusal Zorlanmış Duffing osilatörünün zamandaki kaotik çıkışı. Zorlanmış Duffing osilatörünün zamandaki çıkışı Şekil de verilmiştir. Kaotik durumu irdeleyebilmek için sistemin faz uzayı (çekici) ve Poincaré çizimi ise Şekil de verilmiştir. y Genlik (p.u.) 5 4 - - - -4-5 - - - 4 5 6 7 8 9 Zaman Faz Uzayı çizimi (Çekici) -4-4 Zaman Serisi Çizimi y Şekil : Doğrusal Zorlanmış Duffing osilatörünün faz uzayı ve Poincaré çizimi. 4 - - - Poincaré Çizimi - Eşitliklerdeki zorlanma faktörünün değeri osilatörün çıkışının ne kadar kaotik salınım yaptığının bir ölçüsüdür [8].. İŞARET ODELİ İşaret modeli en genel olarak Eşitlik (4) de verilmiştir. K ( jwk n) n [ ] = A e + zn [ ] (4) k k= İşaret modelinin çoklu frekans bileşenine sahip olduğu varsayımıyla (harmonik durumu) genel eşitlik ortaya konulmuştur. Eşitlikteki A k bileşeni k inci frekans bileşeninin faz ve genlik bilgisini verir. İşarete eklenen gürültü bileşeni ise z[n] ile ifade edilmiştir. İşareti alt uzay ifadelerine ayrıştırmak için işaretin öz ilişki (autocorrelation) matrisi incelenmelidir. r[] r[ ] H R = E [ ] = (5) r[ ] r[] Eşitliklerdeki E{.}ve {.} H gösterimleri sırasıyla beklenen değeri ve eşlenik evriğini ifade eder. İşaretin öz ilişki matrisinin Eşitlik (6) daki gibi ayrıştırılabildiği kabul edilebilir. Eşitlikteki U ortonormal öz vektörleri barındıran matristir. Λ ise köşegen elemanları öz değerleri (λ) barındıran köşegen matristir. H R =U Λ U (6) İşaret modelimize dönersek ve gürültünün beyaz gürültü olduğu varsayımıyla öz ilişki ifademizi gürültü ve işaret için Eşitlik (7) deki gibi ayrıştırabiliriz. K * T R = Rişaret + Rgürültü = Ak ekek + σ I (7) k = jwk jwk jwk( ) e = [, e, e,..., e ] k (8) Verilen ifadede σ gürültünün değişintisini (variance) ve I birim matrisi ifade etmektedir. Eşitliğimizi daha açık bir şekilde vektör-matris gösteriminde yazabiliriz []. H R =EΛE + w I (9) E = [e,e,...,e K] () Eşitliklerden açıkça görüldüğü üzere öz ilinti eşitliği işaret ve gürültü alt uzaylarına ayrışmaktadır. A A Λ= AK () atematiksel olarak öz ilinti eşitliğini tekrardan yazarsak Eşitlik () deki forma ulaşırız. K H H R = + i= i= K+ ( λ ) uu i + σw i i σ w uu i i () Eşitliklerdeki u i bileşenleri öz vektörleri ifade eder ve U matrisini oluşturur. U = [u,...,u ], U = [u,...,u ] () işaret K gürültü K+

.. USIC Yöntemi USIC yöntemi Schmidt tarafından ortaya konulmuş alt uzay tabanlı bir yöntemdir [4]. Pisarenko ortak değişinti (covariance) matrisinin en küçük öz değerlerine karşılık gelen öz vektörlerin z dönüşümünün sıfırlarının, birim çemberin üzerinde olduğu ve açısal değerlerinin sinüzoidallerin frekans değerleri ile ilişkili olduğunu ortaya koymuştur [5]. Daha sonraki çalışmalar öz vektörlerin işaret uzayını kapsayan öz vektörler ve dik gürültü uzayını kapsayan öz vektörler olarak iki gruba ayrılabileceği ortaya konulmuştur. Gürültü uzayını kapsayan öz vektörler en küçük değerlidir ve gürültü gücüne karşılık gelir. İşaret ve gürültü öz değerleri büyükten küçüğe doğru Eşitlik (4) te sıralanmıştır. λ λ... λ λ... λ (4) K K+ Öz vektör matrisini z düzleminde ve özsüzgeç yapısında Eşitlik (5) teki gibi ifade edebiliriz. Özsüzgeçlerin her birinin - adet kökü vardır ve bunlar işaretin frekans değerlerine karşılık gelir. Eşitlikle z=ep(jw) şeklinde ifade edilir. U -m i( ) u i[m]z, = +,..., m= z = i K (5) Ayrıca USIC yöntemi ile sözde görünge (pseudospectra) ifadesini w frekans değerleri için elde edebiliriz [6]. jw ( ) Pˆ e = H e( w ) ( u) k= K+ k (6) Daha sonra temel frekans kestirimini bu ifadeyi kullanarak yapabiliriz. wˆ = arg ma P w, w Ω (7).. ESPRIT Yöntemi ( ) ESPRIT yöntemi dönüşlü değişmezlik ilkesine dayanan alt uzay tabanlı bir kestirim yöntemidir. Bu ilkeye göre N adet veri uzunluğuna sahip vektörü için aşağıdaki ifade yazılabilir. =[,,..., N-, N-], =[,,..., N-, N-] (8) s s w s = ej s (9) İşaretin öz ayrıştırma işleminden sonra öz ilinti fonksiyonu Eşitlik (6) daki formu alır. atris bileşenleri aşağıdaki şekilde boyutlandırılabilir. Bu matrisler kullanılarak oluşturulan alt uzaylar ve öz vektörler arası ilişki Eşitlik () de verilmiştir. J = [I ( ) ] X ( ) X () J = [( ) I X ( ) ] ( ) X S =JU, S =J U () J ve J arasındaki bağıntıyı veren ve tüm frekans değerleri bilgisini barındıran Θ geçiş matrisi Eşitlik () de verilmiştir [6]. jw e jw e Θ= () jwk e Bu matris tüm frekans bilgisini barındırmaktadır. Bu nedenle Eşitlik () teki eşitliğin Θ matrisine göre çözülmesi gerekmektedir. JU Θ =JU () H ( ) JU IΘI =J U Θ özdeğ. (4) Birim matris kullanılarak elde edilen çözüme göre Θ matrisinin öz değerleri önem kazanmaktadır. İşaret alt uzayının öz değerlerinin anlamlı olduğu bu durumda öz ilinti matrisinin en yüksek değerli öz değerleri işaret alt uzayı öz değerlerine (U i =[u,u,,u K ]) karşılık gelir. ESPRIT, frekans değerlerini Θ matrisinin öz değerlerini elde ederek belirler. 4. BENZETİ SONUÇLARI Benzetimlerde işaret olarak 5 Hz sinüzoidal şebeke işareti kullanılmıştır. Duffing osilatörü ile oluşturulan kaotik ferrorezonans gürültüsü sisteme çeşitli İGO değerlerinde eklenmiştir. Şekil te örnek olarak şebeke işareti ve bozulmuş şebeke işareti verilmiştir (İGO = 5 db). Genlik (p.u.) Genlik (p.u.) Y(f) - - - Gürültüsüz Şebeke İşareti 4 5 6 7 8 9 Zaman (millisaniye) Gürültülü Şebeke İşareti 4 5 6 7 8 9 Zaman (millisaniye) Şekil : Şebeke işareti ve Bozulmuş şebeke işareti..8.6.4. Gürültülü İşaretin Frekans Görüngesi 4 6 8 4 6 8 Frekans (Hz) Şekil 4: Gürültülü işaretin frekans görüngesi.

Gürültülü işaretin hızlı Fourier dönüşümü alınarak elde edilmiş frekans görüngesi Şekil 4 te verilmiştir. Buna göre alçak frekanslı bileşenlerin yoğun olduğu görülmektedir. Daha sonra USIC ve ESPRIT yöntemleri ile bozulmuş şebeke işaretinden frekans kestirimi yapılmıştır. Şekil 5 te çeşitli İGO değerlerinde USIC yöntemi ile frekans kestirim başarımı verilmiştir. Aynı şekilde çeşitli İGO değerlerinde ESPRIT yöntemi ile frekans kestirim başarımı Şekil 6 da verilmiştir. Frekans (Hz) Frekans (Hz) 49.9 49.8 49.7 49.6 49.5 49.4 49. 49. 49. 5 5 5 5 4 45 5 SNR (db) 49.4 49.5 49. 49.5 49. 49.5 İşaret Gürültü Oranına (SNR) karşı frekans kestirimi (USIC) Şekil 5: USIC yönteminin frekans kestirimi. İşaret Gürültü Oranına (SNR) karşı frekans kestirimi (ESPRIT) 49. 5 5 5 5 4 45 5 SNR (db) Şekil 6: ESPRIT yönteminin frekans kestirimi. İki yöntemin kestirim başarımı karşılaştırmasını daha iyi yapabilmek için çeşitli İGO değerlerinde frekans kestirim sonuçları Tablo de verilmiştir ve yakın değerler elde ettikleri görülmüştür. Tablo : Yöntemlerin çeşitli İGO değerlerinde frekans kestirim başarımı karşılaştırması İGO (db) USIC (Hz) ESPRIT (Hz) 5 49,79 49, 49,7 49,66 49,4797 49,44 49,648 49,59 4 49,764 49,495 5 49,84 49,8 5. SONUÇLAR Bu çalışmada kaotik ferrorezonans gürültüsü eklenmiş şebeke işaretinin frekansını kestirmek amacıyla USIC ve ESPRIT yöntemleri önerilmiştir. Alt uzay tabanlı bu iki yöntem öz değer analizi yaparak ve gürültülü işareti alt uzaylarına ayırarak parametrik olarak kestirim sağlamaktadır. Kaotik yapıdaki gürültü durumunda frekansın kestirimi oldukça zor olmasına rağmen, her iki yöntem de oldukça iyi sonuçlar vermiştir. İGO değerleri arttıkça yöntemlerin başarı oranı da artmaktadır. İncelenen yöntemlerden USIC yöntemi ESPRIT yöntemine göre tüm İGO değerlerinde daha iyi sonuçlar vererek yaklaşık % daha düşük bağıl hata oranıyla şebeke frekansına daha yakın kestirimler sağlamıştır. Sonuç olarak iki yöntem de kaotik gürültüler söz konusu olduğunda kestirim başarımı açısından tatmin edicidir. 6. KAYNAKÇA [] Begovic, P.., Djuric, S. D. and Phadke, A. G., Frequency tracking in power networks in the presence of harmonics, IEEE Trans. on Power Delivery, 8(): 48-486. 99. [] Hart, D., Novosel, D., Hu, Y., Smith, B., and Egolf,., A new frequency tracking and phasor estimation algorithm for generator protection, IEEE Trans. on Power Delivery, ():64-7, 997. [] Karimi, H., Karimi,., Ghartemani,., and Iravani,. R., Estimation of frequency and its rate of change for applications in power systems, IEEE Trans. on Power Delivery, 9(): 47-48, 4. [4] Sachdev, S. and Nagpal,., A recursive least error squares algorithm for power system relaying and measurement applications, IEEE Trans. on Power Delivery, 6():8-5. [5] Terzica, V. V., Djuric,. B. and Kovacavic, B. D., Voltage phasor and local system frequency estimation using Newton type algorithm, IEEE Trans. on Power Delivery, 9():68-74, 994. [6] Dash, P. K., Pradhan, K. and Panda, G., Frequency estimation of distorted power system signals using etended comple Kalman filter, IEEE Trans. on Power Delivery, 4():76-766, 999, [7] Radmanesh, H., Controlling chaotic ferroresonance oscillations in autotransformers including linear and nonlinear core losses effect, Int. Review of Elec. Engineering, 5(6):644-65,. [8] Tsonev, E. And SIEONOV, I., Chaotic Oscillations in Ferroresonance Circuits, Journal of BSUAE on Applied Electromagnetism, 6():66-8, 4. [9] Sanayei, A., Controlling Chaos in Forced Duffing Oscillator Based on OGY ethod and Generalized Routh-Hurwitz Criterion, ICCEE 9, :59-595,. [] Cekli, S. and Uzunoğlu, C. P., Olasılıksal sinir ağları ile kaotik devre çıkışı örüntülerinin sınıflandırılması, SIU, Antalya, 7-7,. [] Cekli, S. and Çırpan, H. A., Genişbantlı Temel Bant Akustik Kaynağın Gözlem Gecikme Telafili USIC Algoritması ile Yakın Alan Konumlandırması, SIU 9, Antalya, 9. [] Zwillinger, D., Handbook of Differential Equations, Academic Press., rd. ed., p., Boston. [] Jensen, J. R., Chistensen,. G. And JENSEN, S. H., Fundemental Frequency Estimation Using Polynomial Rooting of a Subspace-Based ethod, EUSIPCO, 5-56, Denmark,. [4] Schmidt, R. O., A signal subspace approach to multiple emitter location and spectral estimation, Ph.D. thesis, Stanford University, Stanford, CA, 98. [5] Pisarenko, V. F., The retrieval of harmonics from a covariance function, Geophysics, J. Roy. Astron. Soc. :47 66, 97. [6] Leonowicz, Z., Parametric ethods for Time-Frequency Analysis of Electric Signals, Wroclaw University of Technology, Poland, 6.