matlab ile web tabanli uygulama tasarimi ylisans tezi kenan savas

7/31/2019 Matlab Ile Web Tabanli Uygulama Tasarimi Ylisans Tezi Kenan Savas

1/192


2/192

T.C.

MARMARA NVERSTES

FEN BLMLER ENSTTS

KONTROL ETM N

MATLAB LE WEB TABANLI

UYGULAMA ARALARININ GELTRLMES

Kenan SAVA

(141100420070101)

YKSEK LSANS TEZ

ELEKTRONK BLGSAYAR ETM ANABLM DALI

BLGSAYAR VE KONTROL ETM PROGRAMI

DANIMAN

Do. Dr. Hasan ERDAL

STANBUL, 2010


3/192

NSZ VE TEEKKR

Literatrde MATLAB Web Server (MWS) ile yaplan almalarn ok

olmasna ramen bu alandaki Trke kaynaklarn az olmas nedeniyle bu arac

kullanmakta snrllklar yaayan tasarmclara yol gstermek ve fikir vermek zere

MATLAB destekli bir alma konsepti bu tez almasnda amalanmtr.

zellikle sanal laboratuar destekli zmler sunmak ve kullanabilmek zere bu

tez almas kapsamnda gelitirilen Web MWS Sistemi ile farkl niversite veya

eitim kurumlarnn kendi sanal laboratuarlarn oluturmalar dnlmtr.

Bylece maliyetlerin dmesi, MATLAB destekli uygulamalarn web ortamnda

yaynlanmas srecinin basitletirilmesi ve dorudan internet ortam kullanan ve

kendi bilgisayarlarna MATLAB yazlmn kurmaya gerek kalmadan tasarm

yapabilecekleri bir ortam sunulmutur.

Byle deerli bir proje almasnda kendisi ile almama frsat verdii iin

Yrd. Do. Dr. Hasan ERDAL hocama, deerli bilgileri ve yardmlarn esirgemeyen

Gazi niversitesi retim yesi Yrd. Do Dr. Erdal IRMAK hocama, bu almay

yapmamda emei geen ve deerli bilgileri ile beni aydnlatan Yrd. Do Dr. Vedat

TOPUZ hocama, tecrbeleriyle makale almas ve bu tez almas kapsamnda

katklarn unutamayacam Ar. Gr. Muhammet NAL'a ve zellikle o deerli

zamann ayran ve ilgisini bir an olsun esirgemeyen eim Biliim Teknolojileri

retmeni Halide SAVA hanma ve de dnem dersleri boyunca katksn her zaman

st seviyede tutan ve bana destek olan deerli rencilerime teekkr ederim. Bu

almay gerekletirmemde bana yardmc olan ve almalarndan yararlandm

ve burada adn anmadm btn herkese ayrca teekkr ederim.u an iinde bulunduum frsatlarn olumasnda en byk pay olan ve

hayatm boyunca emeklerini ve yreklerini unutamayacam ve daima

hatrlayacam deerli annem ve babama kranlarm sunarm. renim hayatmda

bu ana gelmemde emei olan tm hocalarmada can gnlden teekkr ederim.

Haziran, 2010 Kenan SAVA


4/192

IV

NDEKLER

NSZ VE TEEKKR.................................................................... IIINDEKLER..................................................................................... IVZET...................................................................................................... IXABSTRACT ............................................................................................ XSEMBOLLER ....................................................................................... XIKISALTMALAR................................................................................. XVEKLLER......................................................................................... XVITABLOLAR ....................................................................................... XIXBLM I ................................................................................................. 1

GR ve AMA ................................................................................................. 1BLM II................................................................................................ 4

MESLEK-KONTROL ETM N WEB TABANLI ZMLER.... 4II.1. Literatrde Mesleki Eitim ve Web Tabanl Eitim zmleri .............. 5II.2. Literatrde Kontrol Eitimi, MATLAB ve Uzaktan Laboratuar

Sistemleri ........................................................................................................ 12II.3. Literatrde MATLAB Web Server (MWS) ve Sanal Laboratuar

almalar ..................................................................................................... 18BLM III ............................................................................................ 25

WEB SUNUCU YAZILIMI VE YAPILANDIRMASI.................................. 25III.1. Windows letim Sisteminde Apache Web Sunucu Servisinin

Kurulmas ve Yaplandrlmas ...................................................................... 25III.2. PHP Konfigrasyonu ............................................................................ 30III.3. Apache Web Sunucusu iin PHP Desteinin Ayarlanmas

Konfigrasyonu.............................................................................................. 33

III.4. Apache iin Alternatif Yazlm Paketlerinin Kullanlmas................... 35

SAYFA NO


5/192

V

III.5. Kod Hrszlna Kar Apache ve MWS iin Gvenlik nlemleri ..... 36BLM IV ............................................................................................ 39

MATLAB YAZILIMI....................................................................................... 39IV.1. Fonksiyon Dosyalar (M Dosyalar, M Files) ....................................... 40IV.2. Simulink Arabirimi ............................................................................... 42

IV.2.1. Simulink Ortamnda Model Oluturma ........................................... 43IV.2.2. Simulink Modellerinin MATLAB Komutlar ve Program Kodu ile

Ynetilmesi .................................................................................................. 47BLM V.............................................................................................. 52

MATLAB CONTROL SYSTEM ARA KUTUSU ...................................... 52V.1. Modellerin Oluturulmas....................................................................... 52V.2. Model Verilerinin Elde Edilmesi ........................................................... 53V.3. Modellerin Birbirine Dntrlmesi .................................................... 54V.4. Modellerin Birbirine Balanmas ........................................................... 55

V.4.1. Seri Balant...................................................................................... 55V.4.2. Paralel Balant ................................................................................. 56V.4.3. Geri Beslemeli Balant .................................................................... 56V.4.4. klarn Toplanmas ....................................................................... 57V.4.5. Girilerin Datlmas........................................................................ 58V.4.6.Girilerin ve klarn Birletirilmesi .............................................. 58

V.5. Modellerin Cevaplarnn Elde Edilmesi ................................................. 59V.5.1. Adm Cevab (Step Response) .......................................................... 59V.5.2.Ani Darbe Cevab (Impulse Response)............................................. 60V.5.3.Rampa Cevab (Ramp Response) ..................................................... 62

BLM VI ............................................................................................ 64MATLAB WEB SERVER (MWS) ARA KUTUSU.................................... 64

VI.1. MWS Ara Kutusu Mimarisi ................................................................ 64VI.2. MATLAB Web Server (MWS) Ara Kutusu ve WWW likisi .......... 66


6/192

VI

VI.3. MATLAB Web Servern Kullanlmasnn Avantajlar ....................... 67VI.4. MATLAB Web Servern Kullanlmasnn Dezavantajlar .................. 68VI.5. MWS Gereksinimleri ............................................................................ 69

VI.5.1.Web Tarayc Yazlm .................................................................... 69VI.5.2.Web Sunucu Yazlm...................................................................... 70

VI.6. MWS Kurulum ve Kaldrma Sreci ..................................................... 70VI.6.1.Windows iin MWS Ykleme Sreci ............................................. 70VI.6.2.Windows iin MWS Kaldrma Sreci ............................................. 72

VI.7. MATLAB Web Server Uygulamalar Tasarm ................................... 72VI.8. MWS ile Uygulama Hazrlama Sreci ................................................. 73

VI.8.1.Girdi Dkmanlar Hazrlama (Girdi ablonu)............................... 74VI.8.4.Ekstra Uygulama rnekleri ............................................................. 83

VI.8.5. MATLAB Web Server Elemanlar .................................................... 88VI.8.5.1.MWS Dosya Konumlar ............................................................... 89

VI.8.6. MWS Fonksiyonlar........................................................................... 94VI.8.6.1. htmlrep Komutu............................................................................ 94VI.8.6.2. matweb Komutu ........................................................................... 96VI.8.6.3. wscleanup Komutu ....................................................................... 96VI.8.6.4. wsprintjpeg Komutu ..................................................................... 96VI.8.6.5. wssetfield Komutu ........................................................................ 97

VI.8. MWS Uygulamalar iin Sunucu Gvenlii ......................................... 97BLM VII........................................................................................... 98

TASARLANAN WEB MWS SSTEM.......................................................... 98VII.1. Web MWS Sistemi Tasarm Amac .................................................... 98VII.2. Web MWS Sistemi Kullanm............................................................. 98VII.3. Web MWS Sistemi Mimarisi .............................................................. 99VII.4. Web MWS Sistemi Tasarm............................................................. 101


7/192

VII

VII.5. Web MWS Uygulamas Paket Dosya Yaps .................................... 105VII.6. Web MWS Web Arayz ................................................................. 107

VII.6.1.Web MWS Sistemine Uygulama Ykleme ................................. 108VII.6.2. Web MWS Sisteminde Kaytl Uygulamalarn Listelenmesi ...... 111VII.6.3.Web MWS Uygulamasn Sistemden Kaldrma .......................... 112

VII.7. Web MWS MATLAB Arayz ........................................................ 113VII.8. Web MWS rnek (Demo) Uygulamalar Destei ............................ 117

BLM VIII ....................................................................................... 119UYGULAMALAR .......................................................................................... 119

VIII.1. ACSES Uygulamas......................................................................... 120VIII.1.1. ACSES Mimarisi ........................................................................ 120VIII.1.2.ACSES Deneyleri ve Uygulama Amac..................................... 123VIII.1.3.ACSES Ortam ve Simlasyon Arayz.................................... 126VIII.1.4. Uygulama Sonucu ...................................................................... 132

VIII.2. WBCA Ara Kutusu Uygulamas.................................................... 133VIII.2.1.Kmeleme Algoritmalar............................................................ 133VIII.2.2.WBCA Ara Kutusu Tasarm ................................................... 135VIII.2.3.WBCA Ara Kutusu Mimarisi ................................................... 135VIII.2.4. WBCA Ortam ve Simlasyon Arayz .................................... 136VIII.2.5. Uygulama Sonucu ...................................................................... 143

VIII.3. WBCSE Uygulamas ....................................................................... 143

VIII.3.1.WBCSE Tasarm ....................................................................... 144VIII.3.2.WBCSE Donanm ve Yazlm Mimarisi .................................... 146VIII.3.4.WBCSE Ortam ve Simlasyon Arayz .................................. 147VIII.3.6. Uygulama Sonucu ...................................................................... 151

BLM IX .......................................................................................... 153SONULAR VE TARTIMA ....................................................................... 153


8/192

VIII

BLM X............................................................................................ 157DEERLENDRME VE NERLER.......................................................... 157

KAYNAKLAR ..................................................................................... 161EKLER ................................................................................................. 172ZGEM ......................................................................................... 173


9/192

IX

ZET

KONTROL ETM N MATLAB LE WEB TABANLI

UYGULAMA ARALARININ GELTRLMES

zellikle teknik eitim ve mhendislik eitiminde rencilere verilecek teorik

bilgilerin yan sra uygulama almalar ve deneyler nemli bir yer tutmaktadr.

Ancak, her yl artan renci says ve buna paralel olarak uygulama yaplan

laboratuar ortamlarnn hem fiziksel, hem donanm, hem de retim eleman says

asndan yetersiz hale gelmesi eitim kurumlar iin kaynak yetersizlii ve mevcut

kaynaklarnn yeterince kullanlamamas asndan problem olmaya balamtr.

Bunun sonucu olarak uygulamal eitim yeterli dzeyde ve kalitede

yaplamamaktadr. Bu sorunun zmne ynelik pekok farkl web tabanl

uygulamalar gelitirilmektedir.

Gelien teknoloji sayesinde gnmzde bilgisayar eitimin ok nemli bir

arac haline gelmeye balamtr. Kontrol alan eitiminde bilgisayar tabanl

uygulamalar laboratuar ortamndaki almalar ile desteklenmektedir. Bu

almalarn pek ounda MATLAB yazlm kullanlmakta ve bylece teorik

bilgilerin benzetim ortamnda analizine yardmc olunmaktadr. MATLAB ile

yaplacak uygulamalarn web tabanl olarak hazrlanmasnda kullanlan aralardan

biri MATLAB Web Server (MWS) ara kutusudur. Bu almada da bu aratan

yararlanlm ve kontrol eitimi iin eitli uygulamalar tasarlanmtr.

almada Marmara niversitesi Teknik Eitim Fakltesi (M..T.E.F.)

rencilerinin kontrol derslerinde grm olduklar teorik bilgileri pekitirmekzere

laboratuar deneylerini kendi kendilerine yapabilecekleri, uzun zaman alan ve

MATLAB bilgisi gerektiren uygulamalar basit ve kolay ara yzler eliinde ve de

hzl ve zahmetsizce gerekletirebilmeleri amacyla web tabanl uygulamalar

gelitirilmitir. Bylece rencilerin kendi bilgisayarlarna MATLAB arac

kurmasna gerek kalmadan istedikleri bir zamanda internet zerinden

alabileceklerdir. Yaplan uygulama ile retim srecinde zaman tasarrufu

salanacakve laboratuar kaynaklarnn daha verimli kullanm mmkn olacaktr.Haziran, 2010 Kenan SAVA


10/192

X

ABSTRACT

DESIGNING WEB BASED APPLICATION TOOLS FOR CONTROL

EDUCATION WITH MATLAB

Especially in technical education and engineering, training will be given to

students with applications of theoretical studies and laboratoary experiments.

However, due to the increasing number of students, a few teaching staff and

inadequate resources and lack of available resources in terms of the physical

laboratory environment, adequate and efficient learning has not been taken place. As

a result, practical training and the education quality may not be adequate. To solve

this problem many different web-based applications are being developed.

Today, the computer in education has become an important tool. Control areas

in the computer-based education are supported by studies in the laboratory

environment. Most of these studies have been using the MATLAB software so that

theoretical knowledge could be supported with simulation analysis. Web-based

applications to be made with MATLAB can be achieved via different tools, one of

which is the MATLAB Web Server (MWS) tool box. This study has also benefited

from this tool and a variety of applications for control education has been designed.

In this study, the web-based applications are developed for students which has

little or no MATLAB knowledge to perform long time-consuming and MATLAB-

knowledge-required applications at Marmara University, Technical Education

Faculty (M.U.T.E.F.). By using these, they can perform different experiments

quickly and effortlessly in control lessons with the support of simply and easily web

based interfaces. Therefore, they are able to study with their local PCs at any time

through the internet unlike the necessity of installing MATLAB tool to their

computers. As a consequence, the teaching process will be provided with saving time

and more efficient use will be possible for resources.

June, 2010 Kenan SAVA


11/192

XI

SEMBOLLER

: zaman sabiti

: pi says

: zeta, ksi, snm oran.

: beta deeri

: delta (diferansiyel)

: asal hz

e : histeresiz band snr hata deeri

V : besleme gerilimi

a : stel frekans (Hz)

B : servo motor srtnme katsays

C :kondansatr eleman veya Celcius (scaklkbirimi)

C(s) : k sinyali (s uzaynda)

c(t) : k sinyali (t uzaynda)

Cd : trev kondansatr

Cf : geri besleme kondansatr

CO : controller output (kontrolr k sinyali)

D : derivative (trev)

d : diferansiyel

dc : k sinyali diferansiyeli

dt : zaman diferansiyeli

E(s) : hata sinyali (s uzaynda)

e(t) : hata sinyali (t uzaynda)

E : k gerilimi


12/192

XII

Eg : giri gerilimi

F(s) : transfer fonksiyon

G(s) : plant ak evrim transfer fonksiyonu

Gc(s) : kontrolr transfer fonksiyonu

Gp(s) : plant (sistem) ak evrim transfer fonksiyonu

I : integral

IL : yk akm

J : servo motor ataleti

K : sabit kazan katsays

Kc, Ku : kritik kazan (Ziegler-Nichols yntemi iin)

KD : trev katsays

Ki :integral katsays , servo motor zt emk kazankatsays

KP : oransal katsay

L : bobin eleman

MP : maksimum am miktar

P : proportional (oransal)

PI : oransal-integral etki

PID : oransal-integral-trev etki

PV : proses variable (proses deikeni)

R : diren eleman

R(s) : giri sinyali (s uzaynda)

r(t) : giri sinyali (t uzaynda)

Rd : trev direnci

ref : referans


13/192

XIII

Rf : geri besleme direnci

Ri : servo motor i sarg direnci

RL

: yk direnci

s : kompleks deiken (Laplace deikeni)

SP : set point (referans)

SV : set variable (referans deikeni)

T : zaman sabiti, tork

t : zaman

TC, PU : kritik peryot (Ziegler-Nichols yntemi iin)

Td : trev zaman

Tf, TF : transfer fonksiyonu

Ti : integral zaman

tp, TP : am zaman

tr, Tr : ykselme zaman

ts, TS : oturma zaman

U(s) : kontrolr sinyali (s uzaynda)

u(t) : kontrolr sinyali (t uzaynda)

UD : trev kontrol sinyali

Ui : integral kontrol sinyali

Ui : servo motor zt emk gerilimi

Umax,

Ymax: maksimum on/off kontrol doyum voltaj deeri

UP : oransal kontrol sinyali

Vi : giri gerilimi

VO : k gerilimi


14/192

XIV

VPV : proses (sistem) k sinyali

Vsat : saturation (doyum) voltaj deeri

VSP

: referans sinyali

Vx : on/off histeresiz band snr gerilimi

Vz : zener gerilim deeri

Wd : doal frekans (titreim)

Wn : doal frekans (snmllk)

Xsd : on/off histeresiz band genilii


15/192

XV

KISALTMALAR

ACSES :Automatic Control Simulation Environment System (Otomatik KontrolSimulasyon Ortam Sistemi)

ADC : Analog Dijital Converter (Dntrc)

ANN : Artificial Neural Networks (Yapay Sinir Alar)

DAC : Dijital Analog Converter (Dntrc)

GA : Genetik Algoritma

httpd : Hyber Text Transfer Protocol Daemon (Web sunucu yazlm)

MTEF : Marmara niversitesi Teknik Eitim Fakltesi

MWS : MATLAB Web Server

OPAMP : OPerational AMPlifier (lemsel Ykselte)

PID : Proportional Integral Derivative (Oransal ntegral Trev)

URL : Uniform Resource Locator (nternet balant adresi)

WAMP : Windows-Apache-MySQL-PHP

WBCA : Web Based Clustering Analysis (Web Tabanl Kmeleme Analizi)

WBCSE :Web Based Control Simulations Environment (Web Tabanl KontrolSimlasyonlar Ortam)

YSA : Yapay Sinir Alar

ZN : Ziegler-Nichols


16/192

XVI

EKLLER

ekil III. 1 Apache web sunucusu kurulumu balang ekran ................................. 26ekil III. 2 Apache kurulum ve kullanc bilgileri .................................................... 27ekil III. 3 Apache kurulum yeri ve yardm dosyalar iin dizin yolu seimi .......... 28ekil III. 4 Windows servis penceresinde Apache web sunucu servisi .................... 30ekil III. 5php.ini konfigrasyonu iin extension_dir ayarnn yaplmas............... 31ekil III. 6 httpd.conf konfigrasyonu iin register_globals ayarnn yaplmas ...... 32ekil III. 7 httpd.conf konfigrasyonu iin upload_tmp_dir ayarnn yaplmas ...... 32ekil III. 8 httpd.conf konfigrasyonu iin session.save_path ayarnn yaplmas ... 33ekil III. 9 httpd.conf konfigrasyonu iin PHP modlnn tantlmas .................. 34ekil III. 10 httpd.conf konfigrasyonu iin default index dosyasn belirleme ....... 35

ekil IV. 1 MATLAB ana penceresi ......................................................................... 40ekil IV. 2 MATLAB Editor uygulamas ekran grnts....................................... 41ekil IV. 3 Simulink balang ekran grnts ...................................................... 42ekil IV. 4 Simulink ortamnda bo alma alan .................................................... 43ekil IV. 5 rnek bir kontrol sisteminin Simulink ortamnda oluturulmas ............ 44

ekil IV. 6 Sum blounun zellikler penceresi ......................................................... 45ekil IV. 7 Transfer Fcn blounun zellikler penceresi ............................................ 45ekil IV. 8 Simulink ortamnda simlasyon sresinin ayarlanmas.......................... 46ekil IV. 9 Simulink ortamnda rnek verilen bir sistemin adm cevab................... 47

ekil V. 1 Seri bal modellerden tek bir modelin elde edilmesi .............................. 55ekil V. 2 Paralel bal modellerden tek bir modelin elde edilmesi.......................... 56ekil V. 3 Geri beslemeli modelin tek bir modele indirgenmesi ............................... 57ekil V. 4 ki model klarnn toplanmas ile oluan kn elde edilmesi ........... 57ekil V. 5 ki modele ait klarn datlmas ......................................................... 58ekil V. 6 ki modele ait girilerin ve klarn birletirilmesi ................................. 59ekil V. 7 rnek verilen bir sistemin adm cevab grafii ........................................ 60ekil V. 8 rnek verilen bir sistemin ani darbe cevab grafii.................................. 61ekil V. 9 rnek verilen bir sistemin rampa cevab grafii ...................................... 63

ekil VI. 1 MWS ara kutusunun MATLAB ve web kullanclar ile balants...... 65ekil VI. 2 MWS arac ile web sunucu yazlm (http daemon ayn bilgisayarda)..... 67ekil VI. 3 MWS arac ile web sunucu yazlm (http daemon) farkl bilgisayarda ... 67ekil VI. 4 webmagic rnek MWS uygulamas giri sayfas .................................... 77

SAYFA NO


17/192

XVII

ekil VI. 5 webmagic rnek MWS uygulamas k (sonu) sayfas....................... 83ekil VI. 6players rnek MWS uygulamas veritaban dosyas veri listesi.............. 84ekil VI. 7players rnek MWS uygulamas k (sonu) sayfas............................ 84ekil VI. 8 webpeaks rnek MWS uygulamas giri sayfas..................................... 85ekil VI. 9 webpeaks rnek MWS uygulamas k (sonu) sayfas ....................... 87ekil VI. 10 webstock rnek MWS uygulamas giri ve k sayfalar ................... 88ekil VI. 11 MATLABin MWS ile web zerinden altrlmas............................ 89

ekil VII. 1 Web MWS Sistemi ile tasarm sreci .................................................... 99ekil VII. 2 Web kullancsnn MWS ara kutusunu kullanrken izledii admlar100ekil VII. 3 Web kullancsnn Web MWS Sistemini kullanrk. izledii admlar. 101ekil VII. 4 Web MWS sistemi ykleme paket dosyas ierii .............................. 107ekil VII. 5 Web MWS Sistemi ana sayfas ........................................................... 108ekil VII. 6 Web MWS Sistemi uygulama ykleme giri sayfas .......................... 109ekil VII. 7 Web MWS Sistemi uygulama ykleme sonu sayfas ........................ 110ekil VII. 8 Web MWS Sistemi herhangi bir uygulama bilgileri eriim sayfas .... 111ekil VII. 9 Web MWS Sistemi ykl uygulamalar listesi sayfas......................... 112ekil VII. 10 Web MWS Sistemi uygulama kaldrma sayfas ................................ 113ekil VII. 11 Web MWS Sistemi gnlk (log) dosyas ierii ............................... 115ekil VII. 12 Web MWS Sistemi rnek (demo) uygulamalar listesi ...................... 118

ekil VIII. 1 ACSESnin retim srecine katks ................................................. 120ekil VIII. 2 ACSES mimari yaps ........................................................................ 121ekil VIII. 3 ACSES tasarmndan rnek bir deneye ait Simulink modeli ............. 122ekil VIII. 4 ACSES deneyleri tasarm admlar .................................................... 123ekil VIII. 5 ACSES web kullanc arayz ........................................................... 126ekil VIII. 6 ACSES deneyi 1.1 ama sayfas ........................................................ 127ekil VIII. 7 ACSES deneyi 1.1 teorik bilgi sayfas ............................................... 127ekil VIII. 8 ACSES deneyi 1.1 ilem basamaklar sayfas ................................... 128ekil VIII. 9 ACSES deneyi 1.1 simlasyon parametreleri sayfas ........................ 129ekil VIII. 10 ACSES deneyi 1.1 sorular sayfas ................................................... 130ekil VIII. 11 ACSES deneyi 1.1 simlasyonu grafik kts ................................. 131ekil VIII. 12 ACSES simlasyonu rnek saysal deer sonu sayfas .................. 131ekil VIII. 13 WBCA ara kutusunun retim srecine katks ............................. 135ekil VIII. 14 WBCA ara kutusu mimarisi ........................................................... 136ekil VIII. 15 WBCA ara kutusu web arayz ..................................................... 137ekil VIII. 16 WBCA ara kutusu simlasyon arayz giri sayfas ..................... 138ekil VIII. 17 WBCA web arayz yardm sayfas ................................................ 139ekil VIII. 18 WBCA ile kullanclarnn kendi veri seti dosyasn upload imkan 140


18/192

XVIII

ekil VIII. 19 WBCA ile simlasyona ait saysal deer sonu sayfas .................. 141ekil VIII. 20 WBCA ile simlasyon grafik kts ................................................ 142ekil VIII. 21 WBCA simlasyonu sonu veri seti dosyasnn download imkn . 142ekil VIII. 22 RT 532 basn prosesi fiziksel grnts ........................................ 146ekil VIII. 23 WBCSE web kullanc arayz........................................................ 147ekil VIII. 24 WBCSE ak evrim simlasyonu giri (parametreler) sayfas ....... 149ekil VIII. 25 WBCSE ak evrim simlasyonu sonu sayfas............................. 149ekil VIII. 26 WBCSE kapal evrim on/off denetim simlasyonu giri sayfas ... 150ekil VIII. 27 WBCSE kapal evrim on/off denetim simlasyonu sonu sayfas. 150ekil VIII. 28 WBCSE kapal evrim PID denetim simlasyonu giri sayfas ...... 151ekil VIII. 29 WBCSE kapal evrim PID denetim simlasyonu sonu sayfas .... 151


19/192

XIX

TABLOLAR

Tablo V. 1 MATLABte kontrol modellerinin oluturulmas ................................... 52Tablo V. 2 MATLABte model verilerinin elde edilmesi ......................................... 53Tablo V. 3 MATLABte modellerin birbirine dntrlmesi ................................. 54

Tablo VI. 1 matlabserver parametreleri .................................................................... 90Tablo VI. 2 matweb.conf alanlar.............................................................................. 92Tablo VI. 3 MWS fonksiyonlar listesi ..................................................................... 94

SAYFA NO


20/192

1

BLM I

GR ve AMA

Gelien teknoloji sayesinde gnmzde bilgisayar eitimin ok nemli bir

arac haline gelmeye balamtr. zellikle uygulamal derslerin bilgisayarlar

eliinde simlatrlerle ilenmesi, hem zaman ksaltmakta, hem de konularn daha

iyi kavranmasn salamaktadr. Kontrol alan eitiminde bilgisayar tabanluygulamalar, laboratuar ortamndaki almalar ile desteklenmektedir. Bu

almalarn pek ounda, MATLAB yazlm kullanlmakta ve bylece teorik

bilgilerin benzetim ortamnda analizine yardmc olunmaktadr. Ayrca, kontrol

alandaki ihtiyalara byk oranda cevap vermesi, rencilerin teorik bilgilerini

destekleyici almalar kolay bir ekilde ve ksa bir sre ierisinde gelitirebilmeleri

nedeniyle bu ara kontrol eitiminde byk oranda tercih edilmektedir[1].

MATLAB arac ile yaplacak uygulamalarn web tabanl olarak

hazrlanmasnda ska kullanlan aralardan biri MATLAB Web Server (MWS)dr

[1-5]. MWS kullanclarn internet zerinden MATLAB uygulamalarnn

altrlmasna imkn veren ve MATLAB ile birlikte alan bir aratr[1]. Bu ara

yardmyla kullanclar TCP/IP protokol destei sunan bir a zerinde MATLAB ile

etkileime girebilirler.

Kontrol alannda da MWS kullanlarak ok farkl alanlarda ve ok eitli

almalar yaplmtr. [2] nolu almada MWS arac ile ultrasonik bir motor iin

uzaktan eriimli olmak zere hz kontrolne ynelik deneyler yaplm ve ayrca bu

almada kullanclarn motorun fiziksel durumunu grebilme imkn sunulmutur.

Bir baka kaynakta kontrol alannda sklkla karlalan MIMO (oklu giri oklu

k) sistemlerinin k iaretlerinin dorusallatrlmasna ynelik youn ilem

gerektiren matematiksel hesaplamalar MWS arac yardmyla uzaktan yaplmtr[3].

A. Pester ve R. Ismailov uzaktan renmede kullanlabilecek web tabanl

uygulamalara rnek olabilecek baz uygulamalar tasarlamtr[4]. [5] nolu almada

ise kontrol eitiminde kullanlabilecek ve rencilerin kendi bilgisayarlarnda


21/192

2

MATLAB yazlmn kurmadan MATLAB uygulamalar altrabilecei bir

almada kullanclarn sisteme uzaktan balanmalarnda ve MATLAB arac ile

iletiim kurulmasnda MWS aracndan yararlanlmtr.

Bu tez almasnda M.. Teknik Eitim Fakltesinde rencilerin kontrol

derslerinde grm olduklar teorik bilgileri pekitirmek, kendi kendine renmeyi

gerekletirerek ders ile ilgili analiz tabanl, ancak uzun zaman alacak uygulamalar

sunulacak basit ve kolay kullanlabilen ara yzler ile hzl ve zahmetsizce

gerekletirmeleri amalanmtr. Yaplan alma ile rencilerin internete

eriebilecekleri her ortamdan sisteme dahil olarak, kontrol eitimi ile ilgili sunulacak

hazr modellerden yararlanmalar ve tasarlayacaklar kendi modellerini test etmeleri

mmkn olacaktr.

Klasik bir eitim anlay ile sregelen teorik arlkl eitim anlay yerine

farkl kullanclarca tasarlanm model, kontrolr ve yntemlerin uzak kullanclarca

kullanlmas suretiyle duraan ve srekli ayn sistemlerle almak yerine farkl ve

gncel model ve yntemler eliinde analiz yapma ans doacaktr. Bu ekilde

kullanclarn srekli olarak gelien sistemleri takip etmesi, tanmas ve kendi

alannda nasl ve ne ekilde analiz etmesi gerektii gibi konularda bilgi sahibi olmas

imknna kavumu olacaktr.

Tasarlanan uygulama ile renciler kontrol derslerine ait laboratuar

deneylerinin bir ksmn web tabanl olarak benzetim ortamnda

gerekletirilebilecektir. Bylelikle zamann tasarruflu bir ekilde kullanm

salanacak ve deneylerin bir paras olan bilgisayar destekli uygulamalarn internet

zerinden yaplmas ile laboratuar kaynaklarnn daha verimli kullanm sz konusu

olacaktr.

Bu tezin amalar u ekildedir:

1. MATLAB/Simulink ortam desteinde alma sunmak,2. MATLAB ile tmleik alan MATLAB Web Server (MWS) ara

kutusundan yararlanmak,

3. Kontrol alanndaki eitim kurumlar iin yardmc bir ara sunmak,4. Kontrol ve dier alanlarda sanal laboratuar almalarna bir fikir

vermek,


22/192

3

5. Simlasyon tabanl internet zerinden yaplacak web tabanl zmleriin bir MATLAB destekli sistem altyaps sunmak,

6. MTEF Kontrol Anabilim kapsamnda Otomatik Kontrol dersilaboratuar ders mfredat kapsamnda rencilere web tabanl vesimlasyon desteli bir ortam hazrlamak,

7. Literatr iin MATLAB destekli sanal bir laboratuar inas iin gereklitasarm aamalar hakknda katk salamak,

8. renci ve tasarmclar iin kendi MATLAB uygulamalarn web tabanlolarak yaynlayabilecekleri bir sistem altyaps tesis etmek,

9. Disiplinleraras almalar kapsamnda yeni konseptlere ak ve dierbilim evrelerince desteklenebilecek web tabanl ve yazlm destekli bir

son rn ortaya karmaktr.


23/192

4

BLM II

MESLEK-KONTROL ETM N WEB TABANLI ZMLER

Literatrde, web tabanl eitim amal yaplan pek ok aratrma ve alma

mevcuttur. Eitim amal bu almalar ok eitli amalarla gerekletirilmitir.

retim srecine olan katks mesleki veya pedagoji ynnde olabilmektedir. Web

ve internet tabanl yardmc aralar elektronik ortamlarda retim yeteneinigelitirir. Bu aralar beyaz tahta, yardm odakl vedierleri ile tmletirildiinde web

nemli lde rencilerin retim yaantlarna katk seviyesini arttrr. Web basit

bir ara yze bu aralarn ounun tmletirilmesi iin etkili bir mekanizma salar ve

ieriin hzl bir ekilde deitirilmesi iin ideal bir aratr. Web baz retim

alma alanlarnda yeni bir a aralamaktadr. zellikle renme ve alternatif bilgi

formatlar iin frsatlarn arttrlmasn salar. Hedef renme sreci iinde

etkileimli, dinamik bir ortamda, eitimci, renci ve online materyal iin iinde

olmak zere sanal bir snf oluturmak, tamamyla rencileri renme yaantlarna

bizzat katmaktr[1].

Web ve dier internet tabanl ibirlikli aralar dijital ortamda eitim ve

renme yeteneini nemli lde arttrmaktadr. Web, sanal laboratuarlar veya

yardm odalar gibi aralarla tmletirildii zaman retme sreleri ile rencilerin

i ie olma seviyesi artabilmektedir. Bu tip pek ok aracn basit bir arayz ile

tmletirilmesi etkili bir malzeme salar ve hzlca deien bilgi iin uygun bir

aratr. Web renme frsatlarnn arttrlmas ve bilgi iin alternatif

ynlendirmelerin salanmasylabaz alan alanlarda yeniliklere sebep olmaktadr.

Bir web dersi bir retmen ve kaytl bir renci grubuyla birbirleriyle

kurabilecekleri sanal bir snfta renen bir topluluu bir araya getirir. Ama

sresince tamamyla rencileri renme yaantlarnn iine sokan etkileimli,

dinamik bir ortamda renci, online materyal ve renmeyi ieren yapya sahip

yntemler kullanan bir sanal snf oluturmaktr[6].


24/192


25/192

6

almalar youn kontenjan olan ve kalabalk bir dinleyici kitlesi iin daima nem

arz etmektedir [11].

Kontrol mhendislii eitimi teori ve uygulamay birletirmelidir. renciler

gereklerini karlayacak kontrolrler gelitirmek iin kontrol sistemi modelleme bilgi

ve becerilerini baarabilmelidir. Bir kontrolr tasarm ve uygulamasndan sonra,

sonulanan dinamiklerin gzlemlenmesi tasarm kavramna nemli bir bak as

getirmektedir. renciler yazl materyalle anlatlmas ounlukla zor olan dinamik

olguyu gzleyebilirler [12]. Bu nedenle web tabanl ve grsel yn ar olan

almalar eitim kalitesinin artmas iin yararl bir ortam sunacaktr.

Kontrol eitimine ynelik olarak da literatrde pek ok alma mevcuttur[13-

20]. Otomatik kontrol pek ok alanda yararl bir aratr ve biyoteknoloji, gda

mhendislii ve kimya mhendislii gibi temel alanlarda renciler tarafndan da

renilmektedir. Bunlarn yannda otomasyon baz niversitelerdeki temel alanlarla

ilikilidir.

Technology niversitesi Kimya Mhendislii Blm Malezyadaki proses

kontrol laboratuarndaki bilgisayarlar[21] sadece kontrolr veya veri log alc olarak

kullanlmaz. Ayn zamanda proses kontrolrn renilmesi ve anlalmasna destek

olmaktadrlar. Esnek kontrolr amacyla kullanlmasndan ziyade bilgisayarlar

prosesin llen deerlerini grafiksel olarak analiz etmek ve gstermek iin

kullanlr. Bu almadaki ama her biri kendi ilevine sahip ak, seviye, stma gibi

eitli prosesler rencilere yaparak yaayarak kontrol sistemi deneyimi

kazandrmakta ve kontroln uygulamal nasl altnn anlalmasn

salamaktadr.

Otomatik kontrol laboratuar kontrol sistem tasarm ve uygulamasn daha

derinlemesine ve daha tmyle anlamak zere renciler iin bir ihtiyatr, fakat bu

durum yksek maliyet ve ok fazla ders saatini de beraberinde getirir. Maliyeti

drmek ve ders saatlerinden tasarruf salamak iini internet tabanl proses

sistemlerinin tasarmna ynelik literatrde eitli almalar yaplmakta, bylelikle

rencilerin herhangi bir zamanda internete bal ve uzak bir bilgisayar kullanarak

kontrol deneylerini gerekletirmelerine imkn verilecektir[22].

Bilgi teknolojilerin ve proses kontrol arasnda iliki yeni bir aa erimitir

[23]. Internet zerinde veri ileme ve kontrol yan sra, uzaktan alma, uzaktan

tedavi, uzaktan robotik gibi uygulamalarn oluturulmas bu adadesteklenmektedir. Proses kontrol dikkate alndnda bilgi teknolojileri ilk olarak


26/192

7

eitim alannda kullanlmtr [24]. Ayn zamanda internet zaman planlamas ve

fiziksel ortama ilikin eitsel srete esneklii artrmakta [25] ve uzaktan kontrol

uygulamalarna imkan salamaktadr.

A teknolojisi alanndaki gelimelerle n tabanl olarak internetin kullanmnn

artmasyla, uzaktan renme ve aratrma ortak bir aktivite olmutur. Fakat gerek

laboratuar aralarnn sklkla gerek fiziksel verinin elde edilmesinde gerekli

olmasna ramen byle aktiviteler iin eriilebilir internet sitelerinin pek ou gerek

laboratuar ekipmann iermez (yazlm simlatrleri belki bunun yerine

kullanlabilir.) [26].

Bilgisayar ve internet teknolojilerinin eksponansiyel bymesi karmak ve

hibrit sistemlerin (uzak laboratuarlar gibi uzaktan eriim, izleme ve kontrol etme

gibi) [27-29] geliimine imkn vermektedir. Bu yeni geliim srelerinin deiimi

herkese herhangi bir zamanda kii ba deney maliyetini drmek zere laboratuar

ile etkileime frsat vermekte ve tm deneysel alma yapsnn yeteneklerini

geniletmektedir[30].

Sanal laboratuarlar kullanlarak internetten herhangi bir zaman ve herhangi bir

yerden zaman ve maliyet tasarrufu salanabilir. Ayrca, gerek zamanl sistemlerle

etkileimli uygulama yapmak rencilerin motivasyonunu arttracak ve gereki

problemlerin zmnde uygulanmas gereken mhendislik yaklamn

gelitirilecektir. Simlasyon kontrol eitimini tamamlamak iin uygun bir yoldur,

fakat gerek sistemlerle uygulama yapmak ile yer deitirilemez. nk simlasyon

sadece modellerde iyidir, uygulama simle etmek iin zor veya imknsz olan olgu

farkndaln kullancda salama avantajna sahiptir. Uzaktan uygulama ile zel

veya pahal ekipmanlar farkl niversiteler arasnda paylatrlabilir ve bu durum

rencilerin uygulama eitliliindenseim yapmasna imkn verir. Gerek zamanl

internet tabanl olarak lme, izleme ve kontrol iin bir sanal laboratuar sisteminintasarmnda haberleme, alglayclar, motor elemanlar, enstrmantasyon ve

kontroller gibi tm sistem bileenlerinin dikkate alnmas gerekir. Sanal laboratuar

sistemi web tarayc zerinden basit bir kullanc ara yz salayacak, cihaz a ve

kontrol arabirim modlleri, cihaz alma durumunun izlenmesi ve laboratuar alt

sistemlerinin zaman ynetimini yapmay salamak zere btnleik bir yap olarak

tasarlanmaldr[31].

Gerek zamanl internet ynlendirmeli laboratuar eitli yararl pedagojikzelliklere sahiptir. retmen ev devi olarak laboratuar altrmalar verebilir.


27/192

8

Laboratuar herhangi bir yerden herhangi bir zamanda altrlabilir. Geni bandn

yaygnlamasyla gelecek a bant genilii artacak; Bylece laboratuar canl grnt

ve ses iletimi salamas ile genileyecek ve yararl bir snf ortam gibi hizmet

verecek ve uzaktan renme salanm olacaktr. Buraya kadar, web tabanl eitim

gelitirmenin pek ou ders ieriinin uygulanmas ve testi (baknz [32-34]) veya

sanal laboratuar nedeniyle kstlanmtr. Greceli olarak ok az sayda gerek

zamanl laboratuar vardr (baknz [35]) (Bant genilii, network servis kalitesi,

kararl alma, gvenlik (security) ve veri gvenlii (safety) gibi kstlamalar

nedeniyle ok az proses kontrol laboratuardr.). Gerek zamanl laboratuarlar ska

belirli ve zel zmlere dayanr ve her naslsa esnek olana eilimlidir. [36] nolu

almadaki ama bu tip baz sorunlar dikkate almak ve benzer almaklarla i ie

olanlar iin yardm etmektir. Pek ok niversite bugn gvenli geni bant

balantlarna sahiptir. Bylece gerek zamanl internet ynlendirmeli kontrol

almas yapmak mmkndr. Byle bir imkn ayrca pahal fiziksel donanmn

farkl ortamlar ve disiplinler arasnda paylalmasna imkn verecek ve ibirlikli

retme ve aratrma salayacaktr [37]. A teknolojisindeki ve donanm

hzlarndaki yenilikler internet zerinden gerek zamanl kontrol zerine

aratrmalarn artmasna yol amaktadr.

Kontrol Sistemlerine Giri dersinin amalar arasnda bilgisayar destekli

kontrol tasarmnn ve bilgisayar destekli kontrol uygulamasnn renilmesi yeralr.

Niin bilgisayar destekli kontrol uygulamas ve tasarm endstriyel uygulamada ve

kontrol tasarmnn reniminde arzu edildii sorulduunda pek ok sebep vardr

[38]. lk olarak kontrol tasarm srecinin doas dngseldir. Endstriyel

uygulamada bir kontrol tasarm iin bir kimse, modelleme, tasarm simlasyon, test

etme ve uygulama gibi kendi iindebirok tekrar gerektiren admlar uygulamak

zorundadr. Kontrol uygulama alannda daha fazla etkinlik iin arzu edilen talepmmkn olduunca hzl bir ekilde kontrol tasarm ve uygulamas ihtiyac ile ne

kmaktadr. Pek ok tasarm ynteminin grafiksel olmas sebebiyle kontrol tasarm

sreci elle izim yerine grafiklerin uygun yazlmla bilgisayarlar kullanlarak

izilmesiyle hzlanabilir. Bilgiler sistem iin tasarlanan kontrol yntemini ve kontrol

sistemi modelini dorulamak iin simlasyon tabanl alma da kullanlabilir.

Ayrca hzl kontrol bilgisayar yazlm aralar endstriyel uygulamada, kontrol

uygulamas ve test ilemini arttrmada kullanlmaktadr. Tm bu sebepler ve


28/192

9

bahsedilen nedenlerle bilgisayar destekli kontrol tasarm ve uygulamasn

rencilerin baarl kontrol eitimi iin bir zorunluluktur[38].

Kontrol teorisini, ilk olarak renen renciler kontrol teorisi ve uygulamas

arasnda balantlar kurmada zorluklar ekmektedir. Geleneksel laboratuar

kurulumu, kablo balantlarn gerekletirilmesi ve laboratuar ekipmanlarnn

kurulum aamalarnda ok zaman harcamas, veri analizi ve derslerde retilen temel

kontrol kavramlaryla ilikili deney sonular iin ok az zaman verilmesi gibi

kstlamalar nedeniyle verimli, etkili bir renme gerekletirilmemektedir. Ayrca,

dnem banda temel kontrol dersinde ok fazla sayda renci nedeniyle (tipik

olarak yaklak 60 renci) zaman planlamas bir problem olabilmekte ve renciler

teoriyi bilmeden nce bir laboratuar deneyi yapabilmektedirler[39].

Gereki simlasyonlar rencilerin kontrol teorisini renmesinde etkili bir

deneyim salamasna ramen, gerek laboratuar deneylerin nemi nceden tahmin

edilmez. Gerek zamanl deneyler grlt etkileri, kontrol kstlar, lineer olmayan

etkiler ve zaman baml deien parametreler gibi sistem performansna etki eden

faktrler iin derste etkili renme ortamlar sunar. Grsel dnt de nemlidir.

Faktr eitlilii nedeniyle, fakat bazen geleneksel derste bu deneyimi salamak

zordur. [36] nolu alma farkl teslimat yntemleri kullanarak byle bir deneyim

salamak zere alternatif bir yol sunar. ki laboratuar lekli deneyler internet

zerinde gvenli altrlmak zere gelitirilmi olup, uzaktan proses kontrol

sunucu-istemci paradigmas ile ilikilidir. Sunucu bilgisayar; gvenlik, veri

gvenlii, veri dorulamas ve oturum ynetimi dikkate alnarak normal veri toplama

donanm ile prosese baldr. Laboratuarn esiz bir yetenei rencilerin internet

zerinden gerek zamanl olarak kontrol stratejilerinitasarm, test ve dorulamasdr.

Gerekli uzak kstlama ve snrlklar birimlerin uzakta gvenli altrlmasn

gerektirir. almalar gstermektedir ki a hzlar yava proses dinamikleri nedeniylebu sistem iin bir sorun tekil etmezler. nternet ynlendirmeli laboratuar

modllerinin herhangi bir yerden herhangi bir zamanda eriilebilmesi konsepti etkili

laboratuar deneyimi iin snfn byk bir blmne frsat salamaktadr [36]. Bu

deneyler internet balantl snflarda dersler esnasnda etkileime gstermek iin de

kullanlmaktadr.

Web tabanl sanal laboratuarlar bir bilgisayar destekli kontrol renmede bir

adm olarak karlalan pek ok problem iin iyi bir zm sunar. Sanallaboratuarlarn kullanlmas zel bir durumun veya renilmesi zor kavramlarnn


29/192

10

grsellemesi, ders materyalinin rneklendirilmesi ve ders materyalinde nemli

ilikilere odaklanmasna imkn salar [38]. Kontrol tasarm iin sanal laboratuarlar

Bode izimi gibi farkl elle izim ihtiyacn en aza indirirve bylece daha iyi anlama

desteklenir ve kontrol tasarm hzl bir ekilde yaplr. Web tabanl sanal

laboratuarlar herhangi bir zamanda ve her hangi bir yerden teslimatn kolay olmas

niversite tarafndan maliyet verimlilii salanmas ve renci tarafndan herhangi

bir maliyet almamas sebebiyle arzu edilir. Eer gerekli ise kontrol tasarm iin sanal

laboratuarlar snavlar esnasnda veya dier dev eitleri iin de eriebilir hale

getirilebilir [38].

Yeniliki insan makine iletiimi veya belirli zellikteki grsel etkiyi baarmak

iin belirli yapda olmayan MATLAB gelitirme ortamyla yer deitirebilir. Hangi

parametrelerin hangi arala gre deiecei neyin gzlenilecei veya tasarlanaca,

sanal laboratuar ortamnda veya sanal deneyin yapsna gre tanmlanmtr. Bu

duruma bal olarak renciler verilen yapnn tesinde sanal deneyler

gerekletiremezler. Bu nedenle kendi deneylerini oluturamaz ve tasarlayamazlar

[38]. Fakat mhendislik eitiminde u durum garanti edilmek zorundadr ki, gen

mhendisler yeni deney eklemek, tasarlamak ve deneyi gerekletirmek, veriyi analiz

etmek ve yorumlamak, bir sistem, bileen veya proses tasarlamak ve arzu esilen

ihtiyalar karlamak zere eitli yeteneklere sahip olmaldr [40]. Profesyonel

kariyerlerinde zmek zorunda kalabilecekleri problemler rencilerin okulda

gerekletirmi olduu belirli yapdaki deneylerden birine muhtemelen uymaktadr.

Bu nedenle mhendislik eitiminde kalc olan gereksinim daha az yapda ve daha

retici kendi deneylerini ina edebilecei, tasarm, veri analizi ve yorumlamada

pratik yapabilecei ortamlarn varldr.

Mhendislik alannda etkili renme teorik ve pratik altrmalarn karmn

gerektirir. Bu nedenle kontrol mhendislii eitiminde laboratuar deneyleri oknemli rol oynar [41]. Deneysel alma esnasnda renciler gerek dnya

zellikleriyle tanr, deneyim ve bilgi sahibi olurlar. Bu durum sadece simlasyonlar

kurularak elde edilemez. Klasik elle yaplan laboratuarlar ok yararl ve retici

olmalarna ramen ortam, zaman ve personel maliyetleri dikkate alndnda

ounlukla tamamyla meguldr ve renciler deneysel alma iin kendilerine

verilen zaman aralnda bu laboratuarlar kullanmdadr. Geleneksel klasik

laboratuardaki problemler uzaktan deneyler ve uzak laboratuarlar kullanarakzlebilir[42]. Uzak laboratuarlar gerek deneylerle etkileimli olarak simlasyon


30/192

11

almalarna gre daha yksek seviyeli deneysel alma ve deneyim sunmaktadr.

Deneysel almalar web zerinden paylalabilmekte, datlabilmekte ve bu durum

yksek yetenekli uzak laboratuar tasarmlarna yol amaktadr[30].

Kontrol laboratuarlar iin bir yaklam kesinlikle renci merkezlidir. Bu

laboratuarlarn amac bir endstriyel prosesin kontrolnde renciye yeterliliini

vermektir. Bu kontrol alannda renci iin unlar salar: Kontrol edilen sistemin

tanmlanmas,doru bir modelin elde edilmesi, modelin test edilmesi, kapal evrim

dinamiklerin test edilmesi, arzu edilen dinamiklere dayanan bir kontrolr gelitirmek,

kontrolr test etmek ve kontrolr ayarlarn optimize etmek[43]. Fakat, rencinin

laboratuar faaliyetleri iin laboratuar sorumlusu asndanzaman gerektirir, zellikle

analog tasarm almalarnda her bir kontrol tasarm laboratuar sorumlusuna

gsterilmelidir. renciler ounlukla bu alma iin ok fazla bir yardm talep

ederler. Sonuta da bu durum [44] nolu almadaki yaklam destekler. Tmsnf

niin kontrol altklarn ve bildikleri ile neler yapabileceklerini anlar. ok nemli

bir yarar batan sonra bir proje zerinde hibir eyden bir eyler meydana

getirmenin heyecannn hissedilmesidir. nemli olan gerekte rencilere

donanmsal tasarm yaptrmaktadr. Bu durum onlarn gerek dnya problemleri

zm iin tasarmlarn ilerletmelerini zorunlu klar. Ayrca, bir probleme pek ok

doru yant ve iletebilecei gibi, pek ok yanl yant da verilebileceini renirler.

renciler ounlukla iki kategoriye ayrlrlar. Analog tasarm sevenler ve saysal

tasarm sevenler. Her ikisini sevenler ok az saydadr. Digital (Saysal)

bilgisayarlarla ok alternatif oluu ve kodlamay kolay klmas nedeniyle rencilerin

byk bir ounluu saysal tasarm yntemlerini tercih edebilirler, fakat durum bu

deildir. Her eye ramen tm renciler saysal tasarmn hzl ilerletebilmesini ve

saysal kontroln daha esnek olmasn isterler[44].

Kontrol eitiminde bilgisayar tabanl uygulamalar laboratuar ortamndakialmalar ile desteklenmektedir. Bu almalarn pek ounda MATLAB arac

kullanlmakta [5, 45-49], bu ara ile teorik bilgilerin benzetim ortamnda analizine

yardmc olunmaktadr. Ayrca, kontrol alandaki ihtiyalara byk oranda cevap

vermesi, rencilerin teorik bilgilerini destekleyici almalar kolay bir ekilde ve

ksa bir sre ierisinde gelitirebilmeleri nedeniyle bu ara kontrol eitiminde byk

oranda tercih edilmektedir [50].

nternet kontrol laboratuarlar kamps dndan daha nce de rencilereverilmemi herhangi laboratuar eitimini ieren dersler ou iin pek ok yarar


31/192

12

salarlar. Yerinde laboratuar retimi ile mkemmel bir deiim olmamasna

ramen, uzak laboratuarlar kampse gelemeyecek renciler iin neredeyse gereki

bir deneyim salayabilirler[51].

[51] nolu alma kapsamnda tmleik bir uzak kontrol uygulamalar seti

gelitirilmektedir. Bu set ile internet zerinde eriim salanacak, laboratuar ann ve

deneylerin tamamyla tmlemi olacak, fonksiyonellik artacak ve laboratuar

imknlarmn eriim olanaklar genileyecektir. Bu almada bir uzaktan laboratuar

tasarm srasndaki hazrlk abalar aklanmaktadr.

Gnmz toplumunda, uzaktan eitim sisteminin daha esnek, eriilebilir ve

uyarlanm (bo zamanlar, geici veya ekonomik engellemeler olmadan) olmasn

talep eden renciler iin uzaktan eitim uygun bir zm sunmaktadr [52]. Ar

kalabalk niversitelerde tm rencilere yeterli laboratuar paylatrmak veya onlara

zellemi uygulama alanlar vermek mmkn olmamaktadr. Laboratuar zaman

cetvelleri normal olarak danmann varl ve onun yetkisiz kullanm olmakszn

snrldr. Laboratuar ekipmannn elde edilmesi ve sabit bakm ok ar maliyet

demektir ki bu duruma baz kolejlerce g yetirilememektedir [53]. Mhendislik

rencileri yksek uygulamal ierie sahiptir. ounlukla kontrol mhendisliinde

mfredat tamamlayacak uygulama grubu teorik derslerde elde edilen sonularn

gsterilmesini amalamakta ve ayn zamanda renciler gerek durumlarda

ekipmanlarla ve cihazlarn ynetimi ile aina olmaktadr [54]. Kontrol

mhendisliinde uygulama pratikleri yapmak zere bir sanal laboratuar TCP/IP

protokol destekli uzaktan eriebilme ieren kontrol eitim sisteminin varl gerekli

bir edir [55]. Bu durum rencilerin daha benzer bir yolla, sanki laboratuarda

simlasyon yapyormu gibi uygulama yapmasna ve simlasyonlar gerek

sistemleri ile yazlmlar etkileimli ynetmek zere imkn vermektedir [56].

II.2. Literatrde Kontrol Eitimi, MATLAB ve Uzaktan Laboratuar Sistemleri

Bugn pek ok teknik niversite vardr ki uzaktan eitimi organize

etmektedirler. Dersler ve simlasyon laboratuarlar elektronik destei, sanal

laboratuarlar ve e-posta ile datlmaktadr. Fakat laboratuar uygulamalarnda fiziksel

ekipman kullanlmaktadr ve bu uygulamalar deitirilemez. Uzak sisteme erimek

iin yazlm genelde bir web tarayc ve(baz durumlarda) laboratuar sunucusundan

download edebilecek bir uygulamadr [53]. Byle bir laboratuar almasnda


32/192

13

sunucu, laboratuarda yerletiren bir bilgisayardr, fiziksel sistemle etkileime girecek

bilgisayar temsil ederken, istemci rencinin bilgisayarndadr, uzakta

bulunmaktadr. ok genel bir laboratuar yaps unlar iermek zorundadr:

-Ekipman (hareket eden nesne, otomatik kontrol laboratuar durumunda)

bilgisayar sunucusu ve bir veri toplama kayt (sanal uygulama durumunda, ekipman

bir simlasyon yazlm ile yer deitirir).

-Bir ara yz program sunucu bilgisayarnda alr. Bu bilgisayar veri toplama

katna gelen giden iaretleri retir ve rencinin almas hakknda bilgi tar.

-Sunucu yazlm laboratuar ve uzak renciler arasnda haberlemeyi salar.

-Bilgisayar ortam (genellikle intranet ve internet) internet zerinde eriim

salar veya kamps omurgas, uzak laboratuar sunucu zerinden uygulama birimi

iin gereklidir.

-Bir istemci yazlm uzak(rencinin) bilgisayarnda alr, grafiksel bir

kullanc arabirimi sunar ve bu yazlm sunucu ile haberleir[53].

Uzaktan deney almasnda renciler fiziksel olarak laboratuar da

bulunmamalarna ramen gerek sistem ile alrlar. Byle bir zm gnde 24 saat

renci iin ak bir laboratuar alarak maliyeti dk bir yol sunar. Uzak kullanclar,

ihtiyac olduu zaman ve kendilerince daha rahat uzaktan bir ortamda laboratuara

erierek deneylerini yapabilirler. Uzak laboratuarlar genelde snf derslerinin

paylalmasnn ve renme srecinin desteklenmesinin, bir uzants olarak genelde

akademik alanda kullanlrlar. Var olan zmlerin ounda uzak kullanclar, sistem

parametrelerini deitirilebilir, deneyleri gerekletirilebilir, sonular yaz ve

grafiksel olarak grlebilir ve deney sonular annda elde edilebilir. Bunlarn yan

sra baz uzak laboratuarlar randevu sistemi ierir. Bu sistem ile uzak kullancnn

zamann ve aktivitelerini organize etmesi salanr.

u an iin literatrde eriilebilir uzaktan deneylerin ve laboratuarlarn bykbir blm uzaktan lme alann kapsarken bunlarn bir blm de Otomatik

Kontrol alanndadr. lk uzaktan laboratuarlardan biri 1992 de Standfor Center for

Innovations in Learning tarafndan Kontrol Mhendislii eitimi [57-58] ve uzaktan

robotik [59-60] alannda uzaktan deneyler veya uzaktan laboratuarlar gelitirmek

zere farkl yaklamlar amalanmtr. Pek ok durumda tasarmclar uzaktan

deneylerin gerekletirilmesi iin uzak kullanc tarafndan sadece bir web taraycs

gereksinimi karlayacak basit bir zm bulmak iin ok fazla aba sarf etmektedir[57, 61]. Baz dier zmlerde uzak kullanclar uzaktan kontrol gerekletirmek


33/192

14

iin belirli bir program download etmek zorundadrlar [62-63]. Uzaktan kontrol

deneylerinin ounda kullanclar deneyi altrabilirler. Process veya n tanml

parametre grubundan parametrelerini ayarlayabilir. ki serbest dereceli bir uzak

kullanc, farkl 4 adet kontrolr ierisinden seim yapabilmektedir.

Ayrca, Carnegie Mellon niversitesinde devre davrann belirlemek ve

motor kontrolne ynelik iki adet elektrik mhendislii deneye eriebilir [64].

Oxford niversitesinde yeri kimya IT merkezi aratrmaclar sanal bir laboratuar

gelitirmektedirler [65]. Bylece rencilerin internet zerinden etkileimli kimya

deneylerini yapmalarna izin verilecektir. Singapure National niversitesinde

gelimi bir elektrik mhendislii laboratuar belli bir zaman dilimi iinde

kullanlmtr [66]. Tennessee niversitesinde, Chattanooga, online proses kontrol

laboratuar vardr [67]. [36] nolu almada sabit bir istemci ara yznde kontrolr

parametreleri deitirilebilmektedir. Bu almada tasarm istemci-sunucu

mimarisine dayanr. stemci bir MATLAB/Simulink arayz olup renimin (kstl

ntanml kullanc arayz olmakszn) kolaylkla eitli kontrol yaplarn konfigure

etmesi ve gerek zamanl performans izlemesi mmkndr. Bu almada Simulink

srkle brak ara yz ile kontrol sistem tasarm ve testi gerekletirilmitir. Byle

bir uygulamann pedagojik yararlar detayl olarak [68] ve [69]de tartlmtr.

Illinois niversitesi, The College of Engineering de retim iin kolej

seviyesinde kontrol ve ilikili konular iin gelitirilen internet tabanl laboratuar a

[51] ile laboratuar retimini blm seviyesinden kolej seviyesine tanm, ayn

imknlarn oalmas ve blmler arasnda laboratuarlarn ortak kullanm gibi

problemlere zm getirilmitir. Ayrca retim iin bu laboratuar on sekiz meslek

dalna uygun ekipman desteinde geri beslemeli kontrol sistemleri ve birka uydu

sistemleri ile robotik ve otomasyon laboratuar, mekatronik laboratuar ve ak g

sistemleri laboratuarnn dahil edildii laboratuar a neredeyse Elektrik, MekanikUzay Havacl ve Genel Mhendislik blmlerini ieren bir dzine ders iin her yl

600n zerinde renciye servis vermektedir.

Farkl bir konsept ile gelitirilmi bir uzaktan laboratuar Siena niversitesi

yeleri tarafndan sunulmutur. Automatic Control Telelab (ACT) rencilerinin

kontrol trn semesi, kontrol parametrelerini online olarak deitirilebilmesi ve

hatta MATLAB/Simuling ortam zerinden kendi kontrolrlerini tasarlamalarna

imkn vermektedir. ACT kullanlarak uzak kullanclar kiisel bilgisayarlarndareferans iareti veya zellemi bir kontroller tasarlayabilmekte ve ACT sunucuya


34/192

15

upload edilen baarl simlasyonlarda gerek zamanl prosese kar kendi

almasn dorulaya bilmektedir [70]. Bu almada kullanc bir tarayc zerinden

Java applet teknolojisi kullanarak grafiksel bir arayz zerinden deneye ilikin

parametreleri seebilmekte ve gerek zamanl deney esnasnda an ve an deneyin

grafik ktsn e zamanl olarak gzlemleyebilmektedir. Deney sonunda ise

kullanc deneye ilikin verileri kendi bilgisayarna download etme imknna sahiptir.

[51] nolu almada Java tabanl bir grafiksel kullanc ara yz (GUI) ne

dayal bir alma yaplm ve bu alma gerek zamanl olarak bir DC-motor

deneyi, bir ters pendulum ve iki eklemli dorudan srmeli robot kontroln

gerekletirmektedir. Bu almada laboratuar uygulamalar MATLAB/Simulink

simlasyon kodunun ve OpenGL animasyon kodunun uzak kullanc tarafndan

download edilmesine izin veren bir ikon tabanl ara yze sahiptir. Kullanclarn

kendi kontrol tasarmn test, simlasyon ve animasyon olarak bir laboratuarda

gerek donanm zerinde uygulama yapmadan nce kullanmas nemlidir. Ayrca,

Java GUI laboratuar sistemi arayz sunum iin video, ayn zamanda uzak kullanc

tarafndan izim ve analiz iin MATLAB datasnn alnabilmesine ve download

edilebilmesine imkn veren bir kontrol modl iermektedir.

[56] nolu almada Kontrol Mhendislii seviyesindeki renciler iin bir sv

seviye prosesi seilmitir. Bu almada MATLAB/Simulink ortam desteindeki

fiziksel ekipman Java Applet teknolojisi ile web tabanl olarak tarayc penceresi

zerinden kontrol edilmektedir.

[11] nolu almada uzaktan internet tabanl otomatik kontrol laboratuar

almasn ieren bir proje gelitirilmitir. Bu almann amac internet topluluuna

deneysel imknlar salamak zere uzak bir laboratuar uygulamas ve de Mekatroni k

ve Otomatik Kontrol alanlarnda temel ve gelimi aratrmadr. Programn

gelitirilmesi iin izlenen strateji ounlukla mhendislik eitimi odakldr.

Baz uzaktan laboratuarlar kullananlarn zel bir yazlm aralarn veya bir

gerek sistemi kullanmakszn gerek prosesin kontrolne izin vermelerine ramen

laboratuara eriim her hangi bir zamanda sadece bir kullanc tarafndan

snrlandrlr. Bu kstlama sanal prosesleri kullanarak alabilir [71]. Sanal bir

proses gerek prosesin cevabn simle eden bir yazlm fonksiyonlar ve gerek

prosedrleri olarak tanmlanr. movetoavi, avitomove, avi5, addframe veya getframe

gibi MATLAB komutlar standart video avi dosyalarnn retilmesine ve her hangibir PCde gsterilmesine izin verir. Bylece renciler yeniliki bir yol olarak


35/192

16

retilen video ortamn download edilebilir. AVI dosyasn oynatmak suretiyle

sistemin kararll ve kalc hal hatas gibi zelliklerini analiz edilebilirler[58].

Karma kark maliyet ve internet gecikmelerden kaynaklanan sorunlar [23]

uzaktan kontrol sistemin uygulanmas yeteneini kstlamaktadr. [58] nolu

almada bu tip problemlere ve zellikle standart bir kontrol tasarm arac olan

MATLABin kullanld kurumlar iin zellikle bir zm amalanmtr.

Amalanan zm prosesleri ve uzaktan kontrol simle eden video animasyonlarna

izin veren sanal bir proses kullanan MATLABi destekler. Odaklanan zm iki

temel amaca sahiptir: servis salayclar (reticiler) iin basitlik, uzaktan

kullanclar (renciler) iin dk maliyet.

Uzaktan deneyler ok yararl ve eitici grnmelerine ramen, kurulmalar iin

ok fazla zaman gerektirmektedir. Tasarmclar web sunucunun altrlmas, Java

programlar Common Gate Interface (CGI) yazm kurallar ve internet haberlemesi

gibi farkl aralar ve teknelojileri bilmek zorundadr. Fakat bu ok fazla gerekli bilgi

nedeniyle, retim verilen derslerde uzaktan deneyler ok nadir olarak yardmc bir

materyal olarak sunulur. [42] nolu almada Otomatik Kontrol alannda uzaktan

deneylerin hzl uygulanabilmesi bir mimari sunulmutur. Sunulan bu zm

kullanarak uzaktan deneyler hzl, kolay ve etkili bir ekilde gerekletirilmektedir.

[30] nolu almada donanm destei ile gerek zamanl laboratuar

deneylerinin anlk uzaktan eriimine imkn veren tmleik uzaktan laboratuarn

temel yaps ve zellikleri sunulmutur. RMCLab isimli bu platform elektrik

mhendislii deneylerinin gerek zamanl olarak ve ok sayda renciye

salanmasna imkn vermektedir. Ayrca bu durum dk donanm uzak yap

maliyeti ve konfigre edilebilirlik imkan ile Mart 2004ten itibaren Patras

niversitesi (Yunanistan) Elektrik ve Bilgisayar Mhendislii blmnde,

gelitirilmi ve uygulanmaktadr. RMCLab platformun kullanclara sunaca anahizmet laboratuar deney konularnn herhangi bir zamanda ve e zamanl bir ekilde

gerek zamanl laboratuar deneylerinin herhangi bir potansiyel kullanc tarafndan

eriilebilir olmasdr. RMCLab rencilerin laboratuar yeteneklerini deerlendirmeye

ynelik farkl deerlendirme kriterleri (lme deerleri, cihaz ayarlar ve oktan

semeli sorular ) gibi ok eitli fonksiyonlar da sunmaktadr.

Second Best to Be There (S.B.B.T.) uygulamas bir uzaktan renme

uygulamas olup Oregon Eyalet niversitesinde Kontrol Mhendisliilaboratuarndaki deneylerin uzak kullanclar tarafndan gerekletirilmesine izin


36/192

17

verir [72-73]. Uzaktan eriim bilgisayar a zerinden sanki ayn laboratuar

ortamndaym ve Kontrol ortamnda bulunuyormu gibi bir zm sunar ve

renciye gerekte laboratuarda fiziksel olarak olmasa bile laboratuarda olma imkn

salar. [74] nolu alma ile bir nceki bahsedilen alma Java programlama dili ile

yeniden tasarlanm olup, almada amalanan bir modem zerinden veya

laboratuardaki bir istemci bilgisayardan rencilerin kolaylkla sisteme

ulaabilmesini salamak, danmanlar iin derslerini oklu snf ortamnda

gerekletiren gsterimlerle tamamlamak ve uzak bir ehirden, bir niversiteden,

uzaktan eitim rencileri iin imkan salamaktr. Veri gvenlii ve kullanc

onaylama, veri gvenlii sorunlarnn zm iin web eriimli bu tasarmda yer

almtr. Uzak kullanc java runtime destekli web taraycya sahip herhangi bir

bilgisayar zerinden alabilir. Burada gsterim amal kullanlabilir proses Erik

isimli 3 serbest al robot koludur. Bu ekipman bir C dili program ve laboratuardaki

bir PC zerindeki veri dosyalar tarafndan kontrol edilir. C program ve veri

dosyalar yetkili uzak kullanclar tarafndan upload edilebilir ve deitirilebilir.

Deneyin grntlenmesi iin canl bir video yayn uzak kullancya laboratuarda

olduunu hissetmesine yardmc olur. almada sadece bir uzaktan laboratuar

deneyi ulaabildii iin sadece bir kii deney kontrolne sahip olabilir. Bu durum

laboratuarda deney elemanndan ne olup bittiinden sorumlu sadece bir kiinin

olmasn salar. Deneyi kontrol eden kii sunucuya dosyalar gnderebilir, derleme

yapabilir, deneyi altrabilir, laboratuardaki deney ekipmann kontrol edebilir.

Dierleri laboratuardan canl video ve ses yayn zerinden gerekleen deneyi

gzlemleyebilir. u anda kullanc kontrol oturumu bana zaman 29 dakika ile

snrl tutulmutur. Bir oturum iin gerekletirilen ilemlere ait detayl log alnmas

otomatik olarak sistem tarafndan yaplr.

Endstride mikrobilgisayar kontroll bir laboratuar istasyonu Technologyniversitesi Kontrol Blm, Malezya (V.T.M)'da gerekletirilmitir. Bu laboratuar

Automatic Control Laboratory Station (Otomatik Kontrol Laboratuar stasyonu)

veya A.C.L.S olarak bilinir [75]. A.C.L.Snin gelitirilme amac laboratuar

deneylerini yeniliki bir anlayla gerekletirilerek yaparak, yaayarak renme

deneyimini salamak, modern ve etkileyici saysal donanm ve yazlm kullanarak

pratik mhendislik yetenekleri elde etme frsat vermek, rencilerin ilgisini ekmek,

etkili laboratuar retim imkn salamak ve kontrol teorisi reniminde etkinekilde aktarmak zere tasarlanmtr. [39]. A.C.L.S. geleneksel laboratuar


37/192

18

kurulumu, kablo balantlarn gerekletirilmesi ve laboratuar ekipmanlarnn

kurulum aamalarnda ok zaman harcamas, veri analizi ve derslerde retilen temel

kontrol kavramlaryla ilikili deney sonular iin ok az zaman verilmesi gibi

kstlamalar nedeniyle verimli ve etkili bir renme gerekletirilememesi ve youn

renci kontenjan gibi problemlere zm olmak zere ve laboratuar altrmalarn

daha etkili ekilde gerekletirmek zere tasarlanmtr. Bu laboratuar istasyonu

kurulum, lmlerin alnmas ve laboratuar admlarnn otomatik

gerekletirilmesiyle ilgili sreci tamamyla otomatik yapmaktadr [39] ki bu durum

zellikle renciler asndan kolaylk ve esneklik sunmaktadr. Ayrca, online

modifikasyona izin vermek ve gerek zamanl alma yetenei salamak,

geniletilebilir seenekler ktphanesi imkan ile yeni modl ve yeni algoritmalarn

eklenmesine izin vermek, deney verisi ve analiz sonular ile kontrolr tasarm

parametrelerin depolanmas ve geri getirilebilme imkn gibi eitli yeteneklere

sahiptir. A.C.L.S.nin tasarmndaki asl yenilik, kullanlan kiisel bilgisayarn

sadece, veri depolama veri izlemek iin deil, ayn zamanda laboratuar

ayarlamasnda, deney sonularnn dorulanmasna kadar tm admlarn

otomatikletirilmesini salamaktr.

II.3. Literatrde MATLAB Web Server (MWS) ve Sanal Laboratuar

almalar

ou internet kullanan yazlm sistemleri simlasyon ve sanal ortaml destei

ile web [76-77] zerinden grlebilmektedir. Bu yazlm sistemleri genellikle

kullanc tarafna ynelik deney dokmantasyonu, iletiim destei ve kullanclar

arasnda birlikte almagibi zellikler iermektedir. nternete dayanarak hem sanal

bir renme laboratuar, hem de uzaktan bir renme laboratuar renme ortamnda

bir laboratuar inas iin kullanlabilmektedir. Bir sanal laboratuar, bir bilgisayardaki

simle edilen bir prosese srekli erime izin verir. Uzaktan laboratuarlar geleneksel

ve sanal laboratuarlar arasnda gerek deneyler yaplmasna imkn veren bir yapya

sahiptir. Modern simlasyonlar doru bir ekilde devre performansn tahmini gerek

zamanl uygulamalarn tasarm ve kullanlmas iin doru bir ekilde tahmin

edilmektedir [78]. Bylelikle uzak laboratuarlarn eitim deeri artmaktadr. Uzak

laboratuarlar gerek zamanl laboratuar deneyleri sz konusudur, ancak ok geni

kullanclar iin kaynaklar paylalamamaktadr. Bylelikle yzlerce renciden


38/192

19

oluan geni snflara destek ve hizmet gerekleememektedir [30]. ok fazla artan

kaynak talebi ile oluan kstlamalar iin sanal laboratuarlar bir alternatiftir.

[58] nolu almada sanal ve uzaktan laboratuarlar gerekletirmek iin iki

adet MATLAB ile tmleik yazlm paketleri, MATLAB Web Server (by

MathWorks) ve WinCon (by Quansel & Culsanting) kullanlmtr.

MATLAB arac ile yaplacak uygulamalarn web tabanl olarak

hazrlanmasnda ska kullanlan aralardan biri MATLAB Web Server (MWS)dr

[4, 79-82]. MWS kullanclarn internet zerinden MATLAB uygulamalarnn

altrlmasna imkn veren ve MATLAB ile birlikte alan bir ara olup; MWS,

MATLAB programlarnn altrlmas, hesaplama ve elde edilen sonularn Web

taraycsnda gstermek zere MATLABe veri gndererek WWWnin yeteneklerini

kullanmak zere uygulamalar oluturmaya imkn veren tmleik bir yazlm

paketidir [83]. MWS istemcilere internet zerinden uzaktan MATLAB

uygulamalarn altrmaya izin verir. stemciler TCP/IP protokol ile bir a

zerinden MATLAB ile etkileime girerler. Bu etkileim uygulama iin grafiksel ara

yzlerin sunularak HTML formlarnn oluturulmasyla gerekleir. Bu sadece

MATLAB tabanl aralar kullanrken herhangi bir MATLAB programlama bilgisi

bilinmesine gerek brakmaz, ayn zamanda kaynak koda yetkisiz kullanc

eriimlerini de engeller [84]. MWSnin temel zelliklerinin kapsaml aklamas ve

uygulama gelitirmede kullanlan komutlar iin [83]e baklabilir.

Fakat Mathworks tarafndan salanan MWS yazlm dk seviyede donanm

online eriime izin vermez veya bu tarz yaplan almalar TCP/IP protokolndeki

zamana bal kstlamalar nedeniyle ok ksa sreli gerek zamanl almalar iin bir

alternatiftir. Bu nedenle uzaktan laboratuarlarn ve endstriyel proseslerin kontrol

amac ile kullanlamaz. Gerek sistemlerin uzaktan kontrol ve uzaktan

laboratuarlara izin vermek iin eitli veri toplama kartlarna ilikin ilavekonfigrasyon gereklidir ve buna bal olarak MATLAB ortamnda bu kartlara

erimek iin yeni rutinler programlanmak zorundadr. Bu rutinler A/D ve D/A

dnm salamak kodlayc iaret yntemini salamak, D/A giri k eriimi

salamak ve zamanlayc programlanmasn ieren aamalar kapsar. MATLAB

altrabilir fonksiyonlar mex komutu ile DLL dosyalar formatnda elde edilirler,

mex komutu ile Visual C++ 6.0 derleyicisi kullanlr. MATLAB ve MWSye gerek

bir alternatif WinCon kullanmaktr. Bu ara uzak bir PCde gerek zamanl olarak birSimlink diyagram tarafndan retilen kodu altrr [85]. WinCon gerek zamanl


39/192

20

kod kullanarak verinin online izilmesine imkan salar ve WinCon Control Panels

veya Simlink vastasyla model parametrelerinin alma zamannda

deitirilmesine izin verir. Aslnda WinCon Client (WCC) ve WinCon Server

(WCS)dan oluur. Bu aralar TCP/IP protokol kullanarak iletiimi kurar. [58].

Ancak simlasyona dayal ve MATLABin M-dosyalarn kullanarak sanal

laboratuarlarn inas iin MWS, dorudan tasarmna izin veren bir yaklam sunar.

Sanal uygulamalar iin M-dosyas (M-file) standart bir MATLAB fonksiyonu olup;

HTML giri dkmanlarn kabul eder ve HTML k dkmanlarn geri dndrr.

Bu M-dosyas MWS formatna uyumlu olabilmelidir ki bylece internet zerinden

eriilebilir olsun. Ayrca sanal uygulamalar Simulink modelleri kullanarak

gelitirilebilir. Bu durumda MDL-File ve M-File gerekebilir. MDL-File tm

simlasyon bloklaryla beraber standart bir Simlink modeli iken M-File model

parametrelerini gnceller ve simlasyonu balatr [58] ve sonular uygun formatta

elde ederek web kullancsna sunulmak zere sonu web sayfasnda sunar.

IIR Dijital Fitre tasarm ve kontrol tasarm gibi eitli sanal laboratuarlar[86]

nolu kaynak zerinden ulaabilir. Bu almada sanal laboratuara eriim sadece

spanya ile snrldr. Dersi alan her hangi bir renci sanal laboratuara eriebilir ve

almasn online olarak gerekletirebilir. Tek gereksinim, internete bal bir PC ve

bir web taraycs yazlmdr. Maliyet renciler iin dk tutulmutur. nk uzak

bilgisayarlarda bir MATLAB versiyonunun yklenmesine gerek yoktur[58].

Fizik, matematik, mhendislik ve klinik bilimi, tbbi grntleme eitimi

ieren disiplinler aras bir alma Biyomedikal Mhendislik alannda gelecein

profesyonelleri olmak adna renciler iin ok nemli ve popler bir konuda

internet eriimli renmemateryalleri yllarca gelitirilmitir. Fakat bu materyallerin

ierii temelde aklayc olup, biyomedikal rencilerin ihtiyalarna uymamaktadr.

Bu amala [87] nolu almada tbbi grntleme konularn biyomedikalmhendislik rencilerinin daha iyi anlamasna yardmc olmak iin gnmzde

kullanlan tbbi grntleme modelleri zerinde oklu multimedya modlleri

gelitirilmi ve burada MWS aracndan yararlanlmtr.

[88] nolu almada XploRe istatistik paketi [89] kullanlarak bir istatistik

sistemi gelitirilmitir. Bu almada MATLABin hesaplama ve grafiksel ortam

olarak kullanlmasna karar verilmitir. MATLABin internet ile balants

MATLAB Web Server vastasyla yaplmtr. MATLABin avantaj kullanclarnkendi algoritmalarn hazrlayabilmek ve bunlar MATLAB ktphanesinin bir


40/192

21

paras olarak kullanabilme imknnn olmasdr ve hazr fonksiyonlar kullanarak

programlama yapmak kolaydr. Bylece MATLAB rencilerce hazrlanan canl

formlasyon algoritmalar iin uygundur.

Kontrol alannda MWS kullanlarak ok farkl alanlarda ve ok eitli

almalarda yaplmtr. [2] nolu kaynakta MWS arac ile ultrasonik bir motor iin

uzaktan eriimli olmak zere hz kontrolne ynelik deneyler yaplm ve ayrca bu

almada kullanclarn motorun fiziksel durumunu grebilmektedir. Bir baka

kaynakta kontrol alannda sklkla karlalan MIMO (oklu giri oklu k)

sistemlerinin k iaretlerinin dorusallatrlmasna ynelik youn ilem gerektiren

matematiksel hesaplamalar MWS arac yardmyla uzaktan yaplmtr[3]. A. Pester

ve R. Ismailov uzaktan renmede kullanlabilecek web tabanl uygulamalara rnek

olabilecek baz uygulamalar tasarlamtr[4].

[5, 38] nolu almalarda kontrol eitiminde kullanlabilecek ve rencilerin

kendi bilgisayarlarnda MATLAB yazlmn kurmadan MATLAB uygulamalar

altrabilecei bir almada kullanclarn sisteme uzaktan balanmalarnda ve

MATLAB arac ile iletiim kurulmasnda MWS aracndan yararlanlmtr.

[58] nolu almada rnek bir sanal proses (DC servo motor, SFT 154 DC

motor, Feedback Instruments Limited) kontrol MWS arac kullanlarak

gerekletirilmitir. Bu almada motor konumu ve kontrol hareketini ezamanl

ieren motor imleci destekli iaretler izlenebilir. Kullanclar sistemin srmsz veya

ar snml sahip olup olmadn, ayn zamanda cevabndaki maksimum am ve

cevabn oturma zaman gibi durumlar analiz edebilirler.

nternetteki [90] almas kontrol teorisi (Sistemler ve Modeller, Sistemler ve

Kontrol) arka plana odaklanm ve iki temel dersin retimini desteklemek zere

Kontrol Mhendislii Blm, Elektrik Mhendislii Fakltesi, CTU Praguede

gelitirilmitir. Bu almadaki baz etkileimli rneklerle btnletirme abasyaplmtr. Bu etkileimli rnekler (daha genel olarak, etkileimli rnek yerine

sunum deyimiyle) yaz ieriini sadece alarak yerine tartmal problemler iin

gerekten aktif bir renci olmasn okuyucuya izin vermektedir. Bu sunumlar MWS

ile glendirilebilir. Ancak, bu sunumlarn hazrlanmas MATLAB m-dosyalarna

dayanaca iin MWS kullanmnda baz snrllklar olduu grlmtr[91]. Temel

snrllklar ve problemler unlardr:


41/192

22

1. Bir seferde bir uygulamann hazrlan zaman almaktadr. nkprensipte giri ve k HTML sayfalar zel bir ablon olarak

hazrlanmak zorundadr.

2. MWS kurulmu ile birlikte verilen rnek m-dosyalara ait kodlar uzun birekilde deitirilmeli, bu da gncelleme problemlerine sebep olmaktadr.

3. Uygulama tasarm iin program kodlama ve internet teknolojisi (HTML,CSS, HTTP protokol gibi) bilinmek zorundadr.

4. Bir gvenlik problemi vardr ki kullancdan tm giriler dikkatli ekildekontrol edilmek zorundadr. nk web sayfalarnda gelen giri verisi

string tipinde olup, say, matris gibi bir formata dntrlmek

zorundadr. Fakat eval fonksiyonu kullanlamaz. nk kullanc giri ve

. enter, del, *,! gibi zel sembollerin girmesine izin verilmektedir.

5. Kullanclar sunucu konfigrasyon sreci ile aina olmak zorundadr.(Her yeni uygulama iin konfigre etmek zorunluluu vardr.)

6. MATLAB komut satrnda k veren srece sahip m-dosyalarMATLAB Web Server zerinde altrlmaz.

Bu problemler Agmaweb sisteminin gelitirmesine yol amtr. Bu sistemle

problemlerin tm zlmekte ve ayrca baz ilave zellikler uygulamaktadr [91].

Benzer problemlerin zmne ynelik bir baka alma da [92-94] nolu

kaynaklarda yaplmtr. Bu almada kullanlan Web MWS Sistemi zerinden

MATLAB/Simulink uygulamalarnn web zerinden altrlmasna ve kolaylkla

Internet kullanclarnn bu ortam kullanan uygulamalar gelitirmesine imkn

vermek zere bir web ortam tasarlanmtr. Yukarda bahsedilen snrllklara bir

alternatif olmak zere gelitirilmi olan bu sistem, Mart 2009'dan itibaren Marmara

niversitesi, Teknik Eitim Fakltesi, Elektronik-Bilgisayar Eitimi Blmnderencilere Otomatik Kontrol dersi kapsamnda simlasyona dayal ve laboratuar

deneylerin internet ortamnda gerekletirilmesine imkan vermek zere gelitirilen

A.C.S.E.S. (Otomatik Kontrol Simlasyon Ortam) almasna servis vermektedir.

Web MWS Sistemi ile kolaylkla web tabanl bir MATLAB uygulamas gelitirmek

ve dorudan internet ortamnda yaynlamak mmkn olabilmektedir. Ayrca Web

MWS Sistemi'ni kullanan [95-96] ve [97] nolu hem kmeleme, hem de kontrol

olmak zere farkl alanlarda almalar da yaplmtr.


42/192

23

Bilgisayar destekli kontrol tasarmnn renilmesinde bir adm olarak ilave

maliyetler kanlmazdr [38]. Bilgisayar destekli kontrol tasarmnn retilmesi

karar verilmise bilgisayar ve uygun yazlm herhangi bir yeden ev devi ve

renme iin evden ve niversiteden eriebilir olmak zorundadr. Bilgisayar ve

yazlm zellikle dier tip altrma ve snavlar esnasnda kullanlmak zorundadr.

MATLAB yazlm zellikle kontrol eitimi alannda maliyetler konusunda bir rnek

olarak alnabilir. renciler ve niversiteler arasnda MATLAB faaliyetlerinin

paylalmas ve bunun akabinde maliyetler dnldnde rencilerin ayr ayr

lisans satn almas, niversitenin bir akademik snf lisans satn almas, yazlm

gncellemesi gerektiinde renci ve niversite arasnda yazlm senkronizasyonu ve

bu durumdaki eitli sorunlar, niversitenin o andaki bir a lisans satn almas ve

MATLABi evden veya niversitesi yerlekesinden uzak bir ilemci konfigrasyonu

kullanarak rencilere teslim etmesi gibi ok farkl olaslnlar vardr. Ayrca

niversite iin bir baka olaslk da MWS ve buna elik eden lisansn kullanlmasdr.

MWS, MATLAB 6.5 srmne elik eden bir ara kutusudur. Bir MWS lisans satn

almak sadece bir lisans talep edildiinde lisanslama MWS tabanl uygulamalarn

yaynlanmas web uygulama kstlar da dahil olmak zere snrsz sayda web

tarayc ilemcileri olmak zere 3. Parti kullanclar (renciler gibi.) tarafndan

kullanlmas maliyet gerektirmez. Yeni MATLAB srmleri dnldnde MWS

lisans asndan o andaki a MATLAB lisans veya tasarm iin kullanlan bilgisayar

MATLAB lisans ([98]da gelitirme ilave eki 8 nolu blmnde) durumlarna

baklrsa MATLAB maliyetlerinin paylalmas iin son iki zm

maliyet/performans ile ilikilidir. O andaki a lisans etkileim ilave olmak zere tm

MATLAB performansn verir. Fakat ayn zamanda bu durum MWS versiyonundan

daha pahaldr. MWS kullanarak web tabanl bir sanal laboratuar ina edilebilir ve

web zerinden kullanlabilir [38]. MATLAB GUI yerine web tabanl kullancarayz herhangi bir MATLAB uygulamas iin gelitirilebilir ve bu zm iin

MWS arac kullanlabilir. Web teknolojisi ok hzl gelimektedir ve renme

materyelinin salanmas iin ok uygundur. Baarl web tabanl sanal laboratuar

uygulama almalar [99-100] gstermitir ki, applet tabanna dayanan yeniliki

insan makine iletiimi destekli web uygulamalar gelitirilebilir.

[43] nolu almada amalar gerekletirmek zere MATLAB temel ara

olarak kullanlmtr. Bu almada vurgulanan udur ki almaya katlanrencilerin ou MATLAB ile aina deilken bile alma kapsamnda ve bir ucu


43/192

24

ak olarak ders ierii ile ilintili olarak analiz yapmak amal gelitirilen etkileimli

bilgisayar dosyalar ile rencilere retim srecinde destek olunmu, rencinin

teorik bilgilerini kendilerine verilen dosyalar kullanmak suretiyle gerek zamanl

hidrolik ve stma sistemi zerinde deneme imkan salanmtr.


44/192

25

BLM III

WEB SUNUCU YAZILIMI VE YAPILANDIRMASI

Web sunucusu ya da a sunucusu, internet zerinde bir web sitesinin

yaynndan sorumlu olan bilgisayardr. HTTP bata olmak zere HTTPS, FTP,

SMTP, POP3, DNS ve hatta gerek zamanl veri ak (streaming media) gibi farkl

hizmetler verebilir [101].Hizmet sunucular ilevini grecek bilgisayarlar iki alt grupta toplanabilir.

Birincisi Internet eriimini salayan dier bir deyile Internet balant hizmetini

verecek olan bilgisayar, dieri ise hizmet sunucu bilgisayar buna da web servislerinin

verildii bilgisayar olarak tanmlayabiliriz. Deiik firmalarn rettii eitli web

sunucu yazlmlar bulunmaktadr. Dnyadaki web servislerinin yarsndan fazlasn

Apache web sunucular vermektedir. Bu sunucular gvenli eriim ve web zerinde

ynetim salayan CGI (Common Gateway Interface) yapsnda web arayzlerini de

salamaktadr[102-103]. Apache web sunucusu hakknda detayl bilgi ve belgelere

ulamak iin [104] nolu kaynaa baklabilir.

III.1. Windows letim Sisteminde Apache Web Sunucu Servisinin Kurulmas

ve Yaplandrlmas

Apache web sunucusu iin internet zerinden gncel srmler temin edilebilir.

[105] nolu kaynakta verilen web balants kullanlarak Apache web sunucu

yazlmn kurmak zere altrlabilir kod uzantl (.exe), derlenmi Windows

dosyas (.msi) veya sktrlm (.zip) formatl gibi eitli ykleme paketlerinden

uygun olan web sunucu bilgisayarna yklenmelidir. Kurulumun Microsoft

Windows versiyonu kurulumu srasnda bir Windows bilgisayar programnn

kurulumu gibidir. Apache web sunucusunun kurulumu srasnda sunulan

seeneklerden yararlanlarak kolayca kurulabilmektedir. Kurulum baladktan sonra

ilk gelen pencere ekil III.1deki gibidir. Bu pencereden web sunucusunun srm


45/192

26

ile ilgili bilgiler gelir. Next dmesi iaretlenerek kurulumun bir sonraki aamaya

gemesi salanr[106].

ekil III. 1 Apache web sunucusu kurulumubalang ekran

ekil III.2de grld zere Apache web sunucusu ve kullanc ile ilgili

bilgilerin girilmesi ekran Apache kurulumu iin nemlidir. Network Domain

kutusu Apache web sunucusunun alaca bilgisayar ann blge a ad verilir.

Burada kiisel bir bilgisayar yklenmesi durumunda localhost olarak girilmesi

istenir. Eer bir DNS kayd olan bir a kullanlyor ise rnein bizimsirket.com

gibi a kayd yaplm ise buraya kayd bulunan bu a adnn girilmesi beklenir.


46/192

27

ekil III. 2 Apache kurulum ve kullanc bilgileri

Server Name kutusuna Apache web sunucusunun alaca a kayd

yaplm olan bilgisayarn ad tamam ile girilir. rnek olarakbilgisayarn ismi

www ise bu alana girilecek olan adres www.bizimsirket.com eklindedir. Bu

adres Internet zerinden eriilecek olan bilgisayarlarn bu adresi yazdndaulamasn ve a zerinde tanml olmasn salar. En alt kutucukta Administrators

E-mail Adress ksmnda Apache web sunucunun cevap bekleyen kullancya hata

mesaj vermesi durumunda iletiimde bulunaca ynetici e-posta adresidir. En altta

bulunan "Install Apache HTTP Server programs and shortcuts to" seimlik dme

ise bilgisayarmzn alt iletim sisteminin zelliinden kaynaklanan bir duruma

gre yaplandrma yaplmasn salar. Microsoft Windows XP, NT ve 2000 zeri

iletim sistemlerinde kullanclar ayr olarak almas salandndan her kullancsisteme kendi ad ile al salar. Bu durumda kullanclar ayn bilgisayar

kullansalar bile kendilerine ait olan hesaplara ait haklar ile ilem yapabilirler. Bu

durumda ynetici olmayan birisi bu bilgisayar amas durumunda Apache web

sunucusunu altramayacaktr. Eer bu bilgisayar kullanan tm kullanclarn web

sunucusunu altrmas isteniyor ise ilk seenek olan Run as a service for All

Users seenein

matlab ile web tabanli uygulama tasarimi ylisans tezi kenan savas

Documents