Bulanık petri ağlarıyla bir demiryolu trafik sisteminin modellenmesi ve FPGA üzerinde gerçeklenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında ayrık sistemlerin tanımlanmasında kullanılan etkin bir matematiksel ve grafiksel modelleme yöntemi olan Petri ağlarının bulanık mantık kurallarına dayanarak gerçeklenmesi ele alınmıştır. Klasik Petri ağlarının sayısal devreli sistemlere uyarlanabilmesi, bulanık mantık kurallarına göre yönetilen bir Bulanık Petri ağının da benzer şekilde elde edilebilmesine ön ayak olmuştur. BPA ile modellenmiş demiryolu trafik sisteminin sayısal devre halinde tasarlanması ve gerçek hayatta çalışırlığının gösterilmesi de FPGA ile mümkün olmuştur.İkinci bölümde, Petri ağlarının bileşenleri tanıtılmış, dinamizmi sağlayan jetonların hangi koşullar altında ateşlenebildiği örnek diyagramlarla açıklanmıştır. Petri ağlarının matematiksel altyapısı grafiksel gösterimiyle birlikte desteklenmiştir. Petri ağlarının analizinde öne çıkan temel karakteristik özellikleri anlatılmıştır.Üçüncü bölümde, bulanık mantığın (fuzzy logic) dayandığı kurallar, klasik mantıktan ayrılan yönleri, uygulamada kullanım alanları ve Petri ağlarıyla ilişkisi ele alınmıştır. Ayrıca tezin üçüncü bölümden sonraki kısmında BPA ile algoritmik modelleme örneklerle birlikte gösterilmiştir.Dördüncü yani son bölümde, bulanık mantık temelli Petri ağlarının sayısal devrelerle ilişkisi belirlenmiştir. Temel amaç kapsamlı bir ayrık sistemin BPA ile tasarlanması olup uygulama çalışması olarak bir demiryolu trafik sisteminin BPA ile modellenmesi, ilgili sayısal devrenin elde edilmesi, FPGA üzerinde sentezlenmesine yer verilmiştir.

Throughout the thesis study, design and implementation of Petri nets, which is an effective mathematical and graphical method used for describing discrete systems, based on the principles of fuzzy logic are analyzed. Adaption of classical Petri nets to digital circuit systems led to obtain Fuzzy Petri nets that are managed according to the principles of fuzzy logic. Design of FPN modeled railway traffic system in the form of digital circuit and the executability in real life was possible via FPGA.In the second chapter, the elements of Petri nets are demonstrated and then the firing properties of the tokens that provide dynamic characteristics are explained by the help of sample diagrams. The mathematical infrastructure of Petri nets are supported with graphical notation. The featured fundamental characteristics of Petri nets are examined.In the third chapter, the basic rules for fuzzy logic, distinguishing features from classical logic, usage areas in application and the relationship between fuzzy logic and Petri nets are discussed. Furthermore, in the following part after 3rd, algorithmic modelling with FPN is indicated with examples.In the fourth namely last chapter, the relationship between Petri nets that based on fuzzy logic and digital circuits are determined. The essential purpose is to design a comprehensive discrete system with Fuzzy Petri nets. As an application study, the Fuzzy Petri net modelling of a railway traffic system, generation of relevant digital circuit and synthesis on FPGA is included.