AKTSElektrik ve Elektronik Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler

Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler (EE506) Ders Detayları

Ders Adı Ders Kodu Dönemi Saati Uygulama Saati Laboratuar Hours Kredi AKTS
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler EE506 Seçmeli Dersler 3 0 0 3 5
Ön Koşul Ders(ler)i
EE 350, MATH 276
Dersin Dili İngilizce
Dersin Türü Seçmeli Dersler
Dersin Seviyesi Fen Bilimleri Yüksek Lisans
Ders Verilme Şekli Yüz Yüze
Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım, Tartışma, Soru Yanıt, Uygulama-Alıştırma.
Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i
  • Doç. Dr. Kemal Efe Eseller
Course Assistants
Dersin Amacı Bu dersin amacı mühendislikte kullanılan temel sayısal yöntemlerin tekrarını yapmak ve mühendislik araştırmalarında yararı olacağı bilinen ileri düzeyde sayısal yöntemleri öğretmektir. Bu ders lisansüstü eğitim görmekte olan öğrencilere, differansiyel denklemlerin sayısal çözümü, optimizasyon ya da istatistiksel analiz yöntemleri gibi elektrik ve elektronik mühendisliğinde lisansüstü düzeyde yapılan araştırmalarda sıklıkla karşılaşılan karmaşık problemleri çözebilme yeteneği kazandırmaktır.
Dersin Eğitim Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
  • - Doğrudan ya da özyinelemeli (iteratif) yöntemlerin doğrusal denklem sistemlerinin çözümüne uyarlayabilme - İstatistiksel yöntemleri kullanma ve uygulayabilme - İç Değerleme (Interpolasyon) ve Dış Değerleme (Ekstrapolasyon) yoluyla genel bir fonksiyona polinom kestirimi yapabilme - Sayısal yöntemlerle doğrusal dönüşümleri gerçekleştirebilme - MATLAB yazılımını kullanarak sayısal yöntemleri gerçekleştirebilme - Optimizasyon yöntemlerini kullanabilme ve gerçekleştirebilme
Dersin İçeriği Kök bulma ve sayısal entegrasyon, sabit ve kayar noktalı işlemler ve hata standartları, tek ve çok boyutlu iç ve dış değerleme, sayısal optimizasyon teknikleri, en az karesel değerler yöntemleri, istatistiksel (Monte-Carlo) yöntemler, doğrusal dönüşümlerde sayısal yaklaşımlar (Karhunen-Loeve, ayrık Fourier dönüşümü).

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

Hafta Konular Ön Hazırlık
1 MATLAB yazılımına giriş ve yazılımın kullanımına ilişkin temel kurallar -
2 Temel sayısal analiz yöntemlerinin gözden geçirilmesi (kök bulma ve sayısal entegrasyon vb.) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
3 Temel sayısal analiz yöntemlerinin gözden geçirilmesi (kök bulma ve sayısal entegrasyon vb.) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
4 Sabit ve kayar noktalı (fixed and floating point) işlemler, IEEE kayar-nokta standardları, hata yayılması, ilkel işlemlerde ileri hata incelemesi Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
5 İç Değerleme ve Dış Değerleme (doğrusal ve polinomlu tek ve çok boyutlu interpolasyon) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
6 Cebirsel doğrusal denklemlerin sayısal çözümleri Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
7 Cebirsel doğrusal denklemlerin sayısal çözümleri Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
8 Ara Sınav (MATLAB değerlendirmeside içeriyor) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
9 Optimizasyonda sayısal yöntemler (gradyan (eğim) yöntemi, kısıtlarla ilgili işlemler, Lagrange çarpanları) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
10 Optimizasyonda sayısal yöntemler (gradyan (eğim) yöntemi, kısıtlarla ilgili işlemler, Lagrange çarpanları) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
11 Veri Modellemesi (En Az Karesel yöntemi) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
12 İstatistiksel Yöntemler (Monte Carlo Yöntemleri) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
13 Doğrusal Dönüşümler (Karhunen-Loeve Dönüşümü, bağımsız bileşen analizleri) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
14 1-D and 2-D Ayrık Fourier Dönüşümü (DFT) Önceki hafta notlarını gözden geçiriniz
15 Proje sunumları Dönem konularının tekrarı
16 Dönem sonu sınav çalışmaları Dönem konularının tekrarı

Kaynaklar

Ders Kitabı 1. Steven Chapra, Raymond Canale, “Numerical Methods for Engineers”, McGraw-Hill, 6th Edition, 2009
2. F. B. Hildebrand , “Introduction to Numerical Analysis”, Dover, 2nd Edition, 1987
3. H. Mathews, K.D. Fink, “Numerical Methods Using Matlab”, Pearson, 4th Edition, 2004

Değerlendirme System

Çalışmalar Sayı Katkı Payı
Devam/Katılım - -
Laboratuar - -
Uygulama - -
Alan Çalışması - -
Derse Özgü Staj - -
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - -
Ödevler 10 20
Sunum - -
Projeler 1 20
Rapor - -
Seminer - -
Ara Sınavlar/Ara Juri 2 30
Genel Sınav/Final Juri 1 30
Toplam 14 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı
Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 100
Toplam 100

Kurs Kategorisi

Temel Meslek Dersleri X
Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri
İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri
Aktarılabilir Beceri Dersleri

Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi

# Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Matematik, fen bilimleri ve mekatronik mühendisliği ile ilgili konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi.
2 Karmaşık mekatronik mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
3 Karmaşık bir mekatronik mühendisliği sistemini, sürecini, cihazını veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi; mekatronik mühendisliği kapsamında mühendislik yaratıcılığı yöntemlerini etkin bir şekilde uygulayabilme becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi öğeleri içerirler.)
4 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi uygulamaları için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi; mekatronik mühendisliğinin yakın etkileşim içinde olduğu makina, elektrik/elektronik ve bilgisayar mühendislikleri ile mekatronik mühendisliğinin uygulama alanı içinde diğer mühendislik ve bilim dalları veya çalışma alanları ile etkin iletişim kurabilme becerisi, farklı disiplinlerde çalışabilme becerisi.
7 Türkçe ve İngilizce sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma, yaratıcı ve özgün kavram ve fikirleri ifade edebilme becerisi.
8 Mekatronik mühendisliğinin uygulama çeşitliliğinin gerektirdiği şekilde değişik konularda bilgiye erişim, eleştirel bakış, yorumlama ve bilgiyi geliştirme becerisi; yaşam boyu öğrenme sonucu gelişme ve sürekli yenileme gerekliliği bilinci; bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme; girişimcilik, yenilikçilik ve sürdürebilir kalkınma hakkında farkındalık ve kendini sürekli yenileme becerisi.
9 Mesleki ve etik sorumluluk bilincine sahip olma, bu konuda iletişim araçlarını kullanarak meslek bilincini geliştirme ve mesleğin gelişimine katkıda bulunma yetkinliği.
10 Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi ve sorumluluğu altında çalışanların bir proje çerçevesinde gelişimlerine yönelik etkinlikleri planlayabilme, yönetebilme ve liderlik yetkinliği.
11 Mekatronik mühendisliği uygulamalarının evrensel, toplumsal ve bireysel boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile kültürel değerler ve çağın sorunları hakkında bilgi; bu konularda mühendislik bilinci; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.
12 Mekatronik mühendisliği konularında, sorunları tanımlayabilme, analiz edebilme, kaynak araştırması yapabilme, veritabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanarak yaptığı araştırmalara ve kanıtlara dayalı çözüm önerileri geliştirebilme ve sorunlara ilişkin çözüm önerilerini nicel ve nitel olarak aktarabilme yetkinliği.
13 Yaşadığı çevreye duyarlı ve toplumsal sorumluluk bilincine sahip, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyen, geliştiren ve gerektiğinde değiştirebilen, toplum içinde bir birey olma ve topluma yönelik proje düzenleme, geliştirebilme ve uygulayabilme yetkinliği.
14 Mekatronik mühendisliği konularında strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme yetkinliği.

ECTS/İş Yükü Tablosu

Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) 16 3 48
Laboratuar
Uygulama
Derse Özgü Staj
Alan Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 3 42
Sunum/Seminer Hazırlama
Projeler 1 20 20
Raporlar
Ödevler 5 3 15
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi
Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi
Toplam İş Yükü 125