Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL

Bu çalışmada, Julia programlama dili tabanlı bir tanımlayıcı sistem dili ve amaca yönelik hızlı ve etkili sistem benzetimlerine ve çevrimiçi ve çevrimdışı çözümlemelerine olanak sağlayan bir benzetim ortamı geliştirilmiştir. Geliştirilen benzetim ortamında ayrık zamanlı ya da sürekli zamanlı, statik ya da dinamik sistemlerin benzetimleri mümkündür. Özellikle, adi, rastgele adi, rassal, cebirsel, gecikmeli türev denklemleri ve ayrık fark denklemleri gibi çok farklı denklem türleri ile modellenen dinamik sistemlerin benzetimi yapılabilmektedir. Benzetim sırasında modelin bağlantıları üzerinden akan veri çevrimiçi ve çevrimdışı olarak işlenebilmekte ve özelleşmiş çözümlemeler yapılabilmektedir. Bu çözümlemelerin, standart Julia kütüphanesi ya da çeşitli Julia paketleri kullanılarak kolaylıkla tanımlanabilecek eklentiler ile de zenginleştirilmesi mümkündür. Benzetim model bileşenlerinin bireysel ve örnekleme zaman aralıklarında eşzamanlı ve paralel evrilmesi ile yapılır. Bileşenlerin birbirinden bağımsız evrilmesi farklı matematiksel denklemler ile ifade edilen bileşenlerden oluşan modellerin benzetimine olanak sağlarken; bileşenlerin eşzamanlı ve paralel evrilmesi ise benzetim hızını artırmaktadır.

A novel Julia based system description language and simulation environment: JuSDL

In this study, a Julia programming language based system description language and simulation environment that enables fast and effective system simulations together with online and offline data analysis is introduced. In the simulation environment developed, it is possible to simulate discrete time or continuous time, static or dynamical systems. In particular, it is possible to simulate dynamical systems modeled by different types of equations, such as the ordinary differential, random ordinary differential, stochastic differential, differential-algebraic, delayed differential equations, and discrete-time difference equations. During the simulation, the data flowing through the links of the model can be processed online and offline, and specialized analysis can be performed. These analyzes can also be enriched with plugins that can be easily defined using the standard Julia library or various Julia packages. The simulation is performed by evolving the model components individually and parallelly between sampling time intervals. The independent evolution of the components allows the simulation of the models consisting of the components represented by different mathematical equations, while the parallel evolution of components increases the simulation speed.

Kaynakça

[1] Elmqvist H. A Structured Model Language for Large Continuous Systems. PhD Thesis, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden, 1978.

[2] Nytsch-Geusen C, Ernst T, Nordwig A., Schwarz P, Schneider P, Vetter M, Wittwer C, Holm A, Nouidui T, Leopold J, Schmidt G, Mattes. A. “Advanced Modeling and Simulation Techniques in MOSILAB: A System Development Case Study”. Proceedings of the 5th International Modelica Conference, Vienna, Austria, 4-5 September 2006.

[3] Zimmer D. “Introducing sol: a general methodology for equation-based modeling of variable-structure systems”. Proceedings of the 6th International Modelica Conference, Bielefeld, Germany, 3-4 May 2008.

[4] Mosterman PJ. “HYBRSIM-A modeling and simulation environment for hybrid bond graphs”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 216(1), 35-46, 2002.

[5] Barton PI. The Modelling and Simulation of Combined Discrete/Continuous Processes. PhD. Thesis, Imperial College of Science, Technology and Medicine, London, United Kingdom, 1992.

[6] Van Beek DA. “Variables and Equations in Hybrid Systems with Structural Changes”. Proc. 13th European Simulation Symposium, Marseille, France, 18-20 October 2001.

[7] Giorgidze G, Nilsson H. “Higher-Order Non-Causal modelling and simulation of structurally dynamic systems”. Proceedings of the 7th International Modelica Conference, Como, Italy, 20-22 September 2009.

[8] Pfeiffer, A, Hellerer, M, Hartweg, S, Otter, M, Reiner, M. “PySimulator-A simulation and analysis environment in Python with plugin infrastructure”. 9th International Modelica Conference, Munich, Germany, 3-5 September 2012.

[9] Mathworks. “Simulink-Simulation and Model-Based Design”. https://www.mathworks.com/products/simulink.html (18.03.2020).

[10] Coetzee, E. “Dynamical Systems Toolbox”. https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/32210-dynamical-systems-toolbox (18.03.2020).

[11] Stewart, H, Breakspear, Michael. Handbook for the Brain Dynamics Toolbox. Brisbane, QLD: QIMR Berghofer Medical Research Institute, 2017.

[12] Neirynck N. Advances in Numerical Bifurcation Software: MatCont. PhD Thesis, Ghent University, Ghent, Belgium, 2019.

[13] Datseris G. “DynamicalSystems. jl: A julia software library for chaos and nonlinear dynamics.”. Journal of Open Source Software, 3(23), 598-602 2018.

[14] Rackauckas C, Nie Q. “Differential equations.jl-a performant and feature-rich ecosystem for solving differential equations in julia”. Journal of Open Research Software, 2017. https://doi.org/10.5334/jors.15.

[15] Dokuz Eylül Üniversitesi. “Julia Tabanlı Sistem Tanımlama Dili ve Benzetim Ortamı: JuSDL”. https://imel.eee.deu.edu.tr/git/JuSDL.jl.git (18.03.2020).

[16] Julia Computing. “The Julia Programming Language”. https://julialang.org (18.03.2020).

[17] Bezanson J, Edelman A, Karpinski S, Shah VB. “Julia: a fresh approach to numerical computing”. SIAM Review, 59, 65-98, 2017.

[18] Bezanson J, Karpinski S, Shah VB, Edelman A. “Julia: A Fast Dynamic Language for Technical Computing”. https://arxiv.org/abs/1209.5145 (18.03.2020)

[19] Matei I, Bock C. “Modeling Methodologies and Simulation for Dynamical Systems”. National Institute of Standards and Technology, US Department of Commerce, 7875, 2012.

[20] Lamego MM. “Adaptive structures with algebraic loops”. IEEE Transactions on Neural Networks, 12, 33-42, 2001.

[21] Van Der Schaft AJ, Schumacher JM. An Introduction to Hybrid Dynamical Systems. London, United Kingdom, Springer, 2000.

[22] Johnson JB. “Thermal agitation of electricity in conductors”. Physical Review, 1928. https://doi.org/10.1103/PhysRev.32.97.

[23] Matsumoto T, Chua L, Komuro M. “The Double Scroll”. IEEE Transactions on Circuits and Systems, 32, 797-818, 1985.

[24] Kloeden PE, Platen E. Numerical Solution of Stochastic Differential Equations. Berlin, Germany, Springer, 2013.

[25] Rosenstein MT, Collins JJ, De Luca CJ. “A Practical Method for Calculating Largest Lyapunov Exponents from Small Data Sets”. Physica D: Nonlinear Phenomena, 65, 117-134, 1993.

[26] Erdös P, Renyi A. “On random graphs I”. Publicationes Mathematicae, 6, 290-297, 1959.

[27] Mathworks. “MATLAB”. https://www.mathworks.com/products/matlab.html (18.03.202)

[28] Open Source Modelica Consortium. “OpenModelica”. https://www.openmodelica.org/ (18.03.2020).

Kaynak Göster

Bibtex @araştırma makalesi { pajes908914, journal = {Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi}, issn = {1300-7009}, eissn = {2147-5881}, address = {}, publisher = {Pamukkale Üniversitesi}, year = {2021}, volume = {27}, pages = {234 - 243}, doi = {}, title = {Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL}, key = {cite}, author = {Sarı, Zekeriya and Günel, Serkan} }
APA Sarı, Z , Günel, S . (2021). Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL . Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi , 27 (2) , 234-243 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/61143/908914
MLA Sarı, Z , Günel, S . "Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL" . Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 (2021 ): 234-243 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/61143/908914>
Chicago Sarı, Z , Günel, S . "Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL". Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 (2021 ): 234-243
RIS TY - JOUR T1 - Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL AU - Zekeriya Sarı , Serkan Günel Y1 - 2021 PY - 2021 N1 - DO - T2 - Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 234 EP - 243 VL - 27 IS - 2 SN - 1300-7009-2147-5881 M3 - UR - Y2 - 2021 ER -
EndNote %0 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL %A Zekeriya Sarı , Serkan Günel %T Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL %D 2021 %J Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi %P 1300-7009-2147-5881 %V 27 %N 2 %R %U
ISNAD Sarı, Zekeriya , Günel, Serkan . "Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL". Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 27 / 2 (Nisan 2021): 234-243 .
AMA Sarı Z , Günel S . Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 27(2): 234-243.
Vancouver Sarı Z , Günel S . Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021; 27(2): 234-243.
IEEE Z. Sarı ve S. Günel , "Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL", Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 27, sayı. 2, ss. 234-243, Nis. 2021

77376 38912

Arşiv
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yapay bağışıklık sistemi ve veri madenciliği yöntemlerini kullanarak tedarikçi değerlendirmede gösterge paneli uygulama modeli

Yüksel YURTAY, Murat AYANOĞLU

Yeni bir Julia tabanlı sistem tanımlama dili ve benzetim ortamı: JuSDL

Zekeriya SARI, Serkan GÜNEL

24-bit renkli imge içine 24-bit renkli imge gizleyen yüksek kapasiteli düşük bozulumlu tersinir kayıplı yeni bir veri gizleme yöntemi (YKKG)

Ali DURDU

EEG sinyallerinden bakılan görselin üretilmesi

Gaffari ÇELİK, Muhammed Fatih TALU

Aort kapakçığının çok-kesitli bilgisayarlı tomografi görüntülerinden model-bağimsiz otomatik bölütlenmesi

Devrim ÜNAY, İbrahim HARMANKAYA, İlkay ÖKSÜZ, Rahmi ÇUBUK, Levent ÇELİK, Kamuran KADIPAŞAOĞLU

Asenkron motorun stator q-eksen gerilimini kullanan alan yönlendirmeli vektör kontrollü gerilim sensörü kullanmadan sensörsüz hız tahmini

Sadık ÖZDEMİR

Enerji hasadı yapan düğümlerin bulunduğu telsiz duyarga ağlarının yaşam süresini arttıran yeniden oluşturulabilen bir dağıtık bağlı baskın küme algoritması

Elif HAYTAOĞLU, Ömer GÜLEÇ, Mustafa TOSUN

Çoklu banda sahip mikroşerit antenlerde boyut optimizasyonunun derin öğrenme yöntemleri ile gerçekleştirilmesi

Umut ÖZKAYA, Levent SEYFİ, Şaban ÖZTÜRK

Derin öğrenme yöntemleri ve kelime yerleştirme modelleri kullanılarak Parkinson hastalığının duygu analiziyle değerlendirilmesi

Feyza ÇEVİK, Zeynep Hilal KİLİMCİ

İHA ağları için uyarlanabilir, dengeli ve enerji verimli bir kümeleme mekanizması

Sedat GORMUS, Harun Emre KIRAN