⚙️ Vibration-ANN-Isolation-Simulink

Bu proje; mekanik ve havacılık yapılarının 6 Serbestlik Dereceli (6-DoF) Güç Spektral Yoğunluğu (PSD) titreşim verilerini Yapay Sinir Ağları (YSA / ANN) ile modelleyen ve bu modelleri kübik nonlineer titreşim sönümleme/izolasyon simülasyonlarında (Simulink) kullanan ileri düzey bir mühendislik çalışmasıdır.

---

📈 Proje Akışı ve Yöntem

Proje, baştan sona veri işleme, yapay zeka eğitimi ve fizik tabanlı simülasyon adımlarını otomatik olarak yürütür:

1. Veri Okuma: 6-DoF PSD veri setini (PSD_Fx.csv vb.) okur.
2. Yapay Sinir Ağı Eğitimi (ANN): Giriş olarak verilen Motor Hızı ([rad/s]) ve Frekans ([Hz]) değerlerinden 6 kanallı PSD genlik çıkışını tahmin etmek üzere iki farklı yapay sinir ağı mimarisini eğitir ve karşılaştırır:
   • RBNN / RBF (Radial Basis Neural Network): Yerel fonksiyon temelli hızlı sinir ağı.
   • BPNN (Backpropagation Neural Network): Çok katmanlı algılayıcı ve geriye yayılım algoritması.
3. Simulink Entegrasyonu: Eğitilen sinir ağları (simulink_rbnn_v5_predict.m vb.) Simulink bloklarında (MATLAB Function) kullanıma hazır hale getirilir.
4. Zaman Sinyali Sentezleme (PSD to Time-Domain): Modellerden tahmin edilen PSD spektrumlarından rastgele faz (random phase) yöntemiyle gerçekçi titreşim zaman sinyalleri (synthesizeTimeSignalFromPSD_v5.m) üretilir.
5. Nonlineer Titreşim İzolasyonu: Elde edilen zaman serisi titreşim kuvvetleri, kübik nonlineer sönümleyici içeren dinamik sisteme uyarıcı (excitation) olarak verilir. MATLAB ve Simulink üzerinde nonlineer diferansiyel denklem çözülerek yer değiştirme ve ivme izolasyon oranları hesaplanır.

$$\text{Sistem Denklemi: } m\ddot{x} + c\dot{x} + k_1 x + k_3 x^3 = F(t)$$

---

📁 Proje Yapısı

vibration_ann_matlab/
│
├── trainBPNNModelV5.m         # BPNN eğitimi ve gradyan inişi (Adam)
├── trainLocalRBNNModelV5.m    # RBNN (RBF) eğitimi ve merkez tespiti
├── trainLookupModelV5.m       # Karşılaştırma için interpolasyon tabanlı model
│
├── run_vibration_ann_project_v5.m # Model eğitimlerini yöneten ana script
├── run_nonlinear_isolation_demo_v5.m # Titreşim izolasyon simülasyonu
├── run_full_vibration_isolation_v5.m # Tüm süreci (ANN + İzolasyon) koordine eden script
│
├── buildSimulinkCubicIsolationV5.m # Dinamik Simulink modelini oluşturan script
├── cubic_isolation_from_psd_v5.slx # Hazır nonlineer sönümleyici Simulink modeli
│
├── PSD_Fx.csv                 # Giriş veri kümesi (Titreşim spektrumu)
├── README.md                  # Proje dökümantasyonu
└── .gitignore                 # GitHub dosya boyutu limitleri için yoksayma listesi

---

⚡ GitHub Dosya Boyutu Limit Uyarısı ve .gitignore

[!IMPORTANT]
Eğitilen yapay sinir ağlarını içeren vibration_ann_models_v5.mat dosyası yaklaşık 390 MB boyutundadır. GitHub'ın dosya başına 100 MB sınırı olduğundan, bu dosya ve simülasyon çıktısı olan .mat dosyaları .gitignore listesine eklenmiştir.

Projeyi yerelde çalıştırdığınızda bu model dosyaları otomatik olarak üretilecektir.

---

⚙️ Kurulum ve Çalıştırma

1. Önkoşullar

• MATLAB R2019b veya üzeri bir sürüm.
• (İsteğe bağlı) Simulink (Blok diyagram modellerini çalıştırmak için).

2. Simülasyonu Başlatma

1. MATLAB ekranında projenin bulunduğu klasöre gidin.
2. Komut penceresinde (Command Window) aşağıdaki komutu çalıştırarak tüm veri analizi, ANN eğitimi ve sönümleyici simülasyon zincirini başlatın:

   >> run_full_vibration_isolation_v5
   

3. Sadece Belirli Modülleri Çalıştırma

• Yapay Sinir Ağlarını Eğitmek İçin:

  >> run_vibration_ann_project_v5
  

• Nonlineer İzolasyon Demosunu Çalıştırmak İçin (Öncesinde modeller eğitilmiş olmalıdır):

  >> run_nonlinear_isolation_demo_v5
  

---

📝 Lisans

Bu proje MIT Lisansı altında lisanslanmıştır.