Sabit kanatlı kamikaze insansız hava araçları için stm32f4 işlemci üzerinde uçuş kontrol yazılımının geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of flight control software on stm32f4 processor for fixed-wing kamikaze unmanned aerial vehicles
- Tez No: 1018198
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN ÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, sabit kanatlı kamikaze insansız hava araçları (İHA) için STM32F4 mikrodenetleyici tabanlı bir uçuş kontrol sisteminin gerçek zamanlı olarak geliştirilmesini ve donanım-iç-döngü (HIL) ortamında doğrulanmasını ele almaktadır. Kamikaze İHA'ların görev başarısı, uçuş kontrol yazılımının kararlılığı, tepkiselliği ve özellikle terminal dalış safhasındaki yönelme doğruluğuna doğrudan bağlıdır. Bu nedenle çalışmada, gerçek zamanlı çalışabilen ve görev fazlarını otonom olarak yöneten bir uçuş kontrol mimarisi tasarlanmıştır. Geliştirilen sistem, FreeRTOS tabanlı modüler bir yazılım mimarisi üzerine inşa edilmiş; kalkış, seyir ve dalış fazlarını yöneten bir yönlendirme yapısı ile PID ve LQR tabanlı iç döngü tutum kontrol algoritmalarını içermektedir. Uçuşa ait konum, hız ve tutum bilgileri, yüksek doğruluklu bir uçuş simülatörü olan X-Plane 11 üzerinden gerçek zamanlı olarak sağlanmış ve kontrol algoritmaları STM32F4 mikrodenetleyici üzerinde çalıştırılmıştır.Uçuş kontrol yazılımının doğrulanması amacıyla MATLAB/Simulink, X-Plane 11 ve gömülü donanım arasında çift yönlü veri alışverişi sağlayan bir HIL test altyapısı kurulmuştur. Bu altyapı sayesinde farklı kontrolcülerin performansları karşılaştırılmış, bozucu çevresel etkiler altındaki sistem davranışı incelenmiş ve terminal vuruş hassasiyeti değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen mimarinin sabit kanatlı kamikaze İHA görev profillerini kararlı ve güvenilir biçimde gerçekleştirebildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on the real-time development and hardware-in-the-loop (HIL) validation of an STM32F4-based flight control system for fixed-wing kamikaze unmanned aerial vehicles (UAVs). The mission success of kamikaze UAVs strongly depends on the stability, responsiveness, and guidance accuracy of the flight control software, particularly during the terminal dive phase. Accordingly, a real-time and fully autonomous flight control architecture capable of managing different mission phases is designed in this study.The proposed system is built on a FreeRTOS-based modular software architecture and includes a guidance structure that manages takeoff, cruise, and terminal dive phases, as well as inner-loop attitude control algorithms based on PID and LQR methods. Flight state variables such as position, velocity, and attitude are obtained in real time from the X-Plane 11 flight simulator, while all control algorithms are executed on the STM32F4 microcontroller.To validate the developed flight control system, a hardware-in-the-loop test infrastructure enabling bidirectional data exchange between MATLAB/Simulink, X-Plane 11, and the embedded hardware is established. This framework allows comparative evaluation of different control strategies, analysis of system behavior under environmental disturbances, and assessment of terminal impact accuracy. The results demonstrate that the proposed architecture can reliably and stably execute typical mission profiles of fixed-wing kamikaze UAVs. The study provides a practical reference for real-time flight control implementation on low-cost microcontrollers and establishes a solid foundation for future extensions involving advanced estimation and control techniques.
Benzer Tezler
- Tarımsal uygulamalar için insansız hava aracı geliştirilmesi ve yörünge kontrolü
Development of an unmanned aerial vehicle for agricultural applications and trajectory control
ŞABAN ULUS
Doktora
Türkçe
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İKBAL ESKİ
- Silahlı insansız hava araçlarında (SİHA) geometrik kanat profilinin enerji tüketimine etkisi
Energy consumption effect of geometrical wing profile on unmanned combat aerial vehicle
BURAK BERK BAŞKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Savunma ve Savunma TeknolojileriMilli Savunma ÜniversitesiHarp Silah ve Araçları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ŞAHİN
- Yüksek ses altı hızlı elektrikli sabit kanat kamikaze İHA tasarımı
High subsonic speed electric fixed wing kamikaze UAV design
MUKTEDİR GÖZÜM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT ÖZARPA
- Redesigning fixed-wing loitering munition as solar supported by using reverse engineering method
Sabit kanatlı dolanan mühimmatların tersine mühendislik yöntemiyle solar destekli olarak tasarımı
HARUN AYDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma TeknolojileriAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH VEHBİ ÇELEBİ
- Sabit kanatlı dikey iniş kalkış insansız hava araçları benzetim ve kontrolü
Vertical takeoff landing unmanned aeriel vehicle simulation and control
ZAFER ÖZNALBANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞERİF KAVSAOĞLU