Research Article

Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi

Volume: 16 Number: 3 September 1, 2026
TR EN

Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi

Abstract

Doğrusal olmayan dinamik sistemlerin kararlılık analizi, kontrol teorisi ve mühendislik uygulamalarında önemli bir araştırma konusudur. Bu çalışmada, sönümlü sarkaç sisteminin kararlılık analizi Fizik Bilgili Yapay Sinir Ağları (PINN) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Model performansı, %5 ve %10 Gauss gürültüsü içeren 200 veri noktası ile iki senaryo altında değerlendirilmiştir. Sistem dinamiği her iki veri seti için öğrenildikten sonra lineer kararlılık analizi uygulanmış ve denge noktalarındaki Jacobian matrislerinin özdeğerleri hesaplanmıştır. Sonuçlar, modelin %5 gürültü seviyesinde kararlı denge noktasını yüksek doğrulukla tahmin ettiğini göstermiştir. %10 gürültü seviyesinde model doğruluğu azalsa da, kararsız denge noktası için kararlılık durumunu ve sistemin genel faz portresi dinamiğini her iki senaryoda da doğru belirlemiştir. Faz portresi analizleri, modelin gürültü varlığında sistem dinamiğini başarıyla öğrendiğini doğrulamaktadır. Bulgular, bu yaklaşımın gürültülü deneysel verilerle çalışan doğrusal olmayan sistemlerin modellenmesi ve kararlılık analizinde etkili bir araç olduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords

References

  1. Barron, J. T. (2019). A general and adaptive robust loss function. In: Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, (s. 4331-4339).
  2. Cuomo, S., Di Cola, V. S., Giampaolo, F., Rozza, G., Raissi, M. & Piccialli, F. (2022). Scientific machine learning through physics-informed neural networks: Where we are and what’s next. Journal of Scientific Computing, 92(3), 88.
  3. Goodfellow, I., Bengio, Y. & Courville, A. (2016). Deep Learning. MIT Press.
  4. Hornik, K., Stinchcombe, M. & White, H. (1989). Multilayer feedforward networks are universal approximators. Neural Networks, 2(5), 359-366.
  5. Karniadakis, G. E., Kevrekidis, I. G., Lu, L., Perdikaris, P., Wang, S. & Yang, L. (2021). Physics-informed machine learning. Nature Reviews Physics, 3(6), 422-440.
  6. Khalil, H. K. (2002). Nonlinear Systems (3. bs.). Prentice Hall.
  7. Kingma, D. P. & Ba, J. (2015). Adam: A method for stochastic optimization. arXiv preprint arXiv:1412.6980. Erişim adresi: https://arxiv.org/abs/1412.6980
  8. Lakshmikantham, V., Leela, S. & Martynyuk, A. A. (2015). Stability Analysis of Nonlinear Systems. Birkhäuser. Lu, L., Meng, X., Mao, Z. & Karniadakis, G. E. (2021). DeepXDE: A deep learning library for solving differential equations. SIAM Review, 63(1), 208-228.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Machine Theory and Dynamics

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 1, 2026

Submission Date

November 13, 2025

Acceptance Date

December 19, 2025

Published in Issue

Year 2026 Volume: 16 Number: 3

APA
Balcı, M. (2026). Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi. Journal of the Institute of Science and Technology, 16(3), 1160-1167. https://doi.org/10.21597/jist.1822741
AMA
1.Balcı M. Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16(3):1160-1167. doi:10.21597/jist.1822741
Chicago
Balcı, Murat. 2026. “Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi Ve Lineer Kararlılık Analizi”. Journal of the Institute of Science and Technology 16 (3): 1160-67. https://doi.org/10.21597/jist.1822741.
EndNote
Balcı M (September 1, 2026) Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi. Journal of the Institute of Science and Technology 16 3 1160–1167.
IEEE
[1]M. Balcı, “Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 16, no. 3, pp. 1160–1167, Sept. 2026, doi: 10.21597/jist.1822741.
ISNAD
Balcı, Murat. “Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi Ve Lineer Kararlılık Analizi”. Journal of the Institute of Science and Technology 16/3 (September 1, 2026): 1160-1167. https://doi.org/10.21597/jist.1822741.
JAMA
1.Balcı M. Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026;16:1160–1167.
MLA
Balcı, Murat. “Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi Ve Lineer Kararlılık Analizi”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 16, no. 3, Sept. 2026, pp. 1160-7, doi:10.21597/jist.1822741.
Vancouver
1.Murat Balcı. Gürültülü Verilerle Doğrusal Olmayan Sönümlü Sarkacın PINN Tabanlı Modellenmesi ve Lineer Kararlılık Analizi. J. Inst. Sci. and Tech. 2026 Sep. 1;16(3):1160-7. doi:10.21597/jist.1822741