F-16 uçağının model referans adaptif ve bulanık kontrolü
Model reference adaptive control and fuzzy control of an F-16 aircraft
- Tez No: 112273
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
F-16 UÇAĞININ MODEL REFERANS ADAPTIF VE BULANIK KONTROLÜ ÖZET Bu tez çalışmasında, yüksek performanslı uçaklar için zeki bir sistem olan bulanık sistem (BS) yaklaşımı ile uçuş adaptif kontrol sistemi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla doğrusal olan F-16'nın boylamasına uçuş modelinin klasik yöntemlerden biri olan model referans adaptif kontrolü ve zeki yöntemlerden biri olan bulanık kontrolü gerçekleştirilmiştir. Uçuş esnasında uçak üzerine etkiyen aerodinamik kuvvet ve momentler boyutsuz aerodinamik katsayılar ile tanımlanırlar. Aerodinamik katsayılar irtifa, mak sayısı, aerodinamik açılar ve kontrol yüzeyi sapmaları gibi çeşitli değişkenlerin fonksiyonları olarak çok boyutlu tablolarda gösterilirler. Genel uçuş kontrol problemi, bulanık ve adaptif kontrol yaklaşımları ile alakalı literatürde çıkan dokümanlar hakkında bilgi verildikten sonra ikinci bölümde uçak dinamik ve aerodinamik davranışı incelenip, referans eksen takımları tanımlanarak, hareket denklemleri analiz edilmiştir. Altı serbestlik dereceli doğrusal olmayan bir uçak modeli tanıtılmış ve örnek bir F-16 uçağının gerçek durum uzay modeli nümerik olarak verilmiştir. Üçüncü bölümde, gerçekleştirilecek tasarımların temel bileşenleri olan BS'in gelişme süreçleri gözden geçirilerek temel özellikleri, öğrenme yöntemleri, kontrol ve modelleme yapılan verilmiştir. Dördüncü bölümde genel adaptif kontrol sistemleri hakkında bilgi verilmiştir. Tez konusunun temelini teşkil eden model referans adaptif kontrol(MRAK) konusunda ayrıntılı bilgi verilmiştir. Özellikle simülasyon çalışmalarının ilk basamağım oluşturan Lyapunov kararlılık kriteri hakkında daha teferruatlı bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde ise zeki uçuş kontrol sistemi gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla BS temelli bir kontrol simülasyonu yapılmıştır. BS temelli kontrol çalışmasını test edebilmek için klasik bir metot olan Lyapunov kararlılık kriteri ile MRAK simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Her iki simülasyon çalışmasını yaparken tamamen aynı yapıda olan modeller kullanılmıştır. Bu amaca yönelik dördüncü dereceden doğrusal F-16 boylamasına uçuş modeli kullanılmıştır. Simülasyon çalışmaları MATLAB paket programında yapılmıştır. Benzetim çalışmalarında zeki sistem yaklaşımı ile klasik yöntemden daha iyi performans elde edilmiştir. Geliştirilen BS temelli yapıların tipik uçuş kontrol sistemleri ile karşılaştırıldıklarında en önemli avantaj larından birisi çok sayıda kazancın interpolasyonuna ve saklanmasına gereksinim duymamalarıdır. Sonuçta zeki sistem yaklaşımı ile uçuş kontrolüne esnek, gürbüz alternatifler getirilebilir.
Özet (Çeviri)
MODEL REFERENCE ADAPTIVE CONTROL AND FUZZY CONTROL OF AN F-16 AIRCRAFT SUMMARY The definition of a set of aircraft control and navigation laws represents a demanding task and a crucial problem during the development phase of new vehicles. Thise is also a particularly difficult question for the growing complexity of aircraft. For that reason, the objective of this thesis is to implement flight control systems for high performance aircrafts using intelligent systems approach (fuzzy systems(FS)). And for this reason two methods are used, one of them is for the classical method of linear F-16 longitudinal flight model, model reference adaptive control (MRAC), other one is fuzzy control-a method of intelligent methods. Aerodynamic forces and moments on the aircraft during flight, are identified by means of non-dimensional aerodynamic coefficients. These coefficients are shown in the table as a function of altitude, Mach number, aerodynamic angles and control surface deflections. In this study; model reference approach, which is based on the Lyapunov stability criteria, and FS control approach are used. Then these two methods are compared. The general flight control problem, literature surveys about fuzzy and adaptive control approaches are given. In the second chapter, aircraft dynamic and aerodynamic behaviors are investigated and reference axes system and equations of motion are analyzed. A nonlinear aircraft model with six degree of freedom, and the model of an F-16 aircraft is given togather with parameter values. In the third chapter, the main characteristics, learning methods, control and modelling structures of FS are given by looking over the improvement's processes. In the fourth chapter, general adaptive control systems are presented. The MRAC, which is base of this thesis, is given in detail. Especially the Lyapunov stability criteria for the simulation studies are also given in detail. In the last chapter, it is aimed to perform an intelligent control flight control system. For this reason, adaptive control simulation, and the FS control simulation are performed. The same models are used for both simulation studies. The MATLAB programming tool is used for simulation. By using intelligent approach, better performance is obtained and compared to classical approach (adaptive control). When improved FS based structures are compared to typical flight control systems, it is seen that there is no need to store the most outputs interpolation. As a result, powerful alternatives can be introduced to flight control by using intelligent systems. xi
Benzer Tezler
- Autolanding control system design with deep learning based fault estimation
Derin öğrenme tabanlı hasar tespitli gürbüz otomatik iniş kontrol sistemi
BATUHAN EROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZIM KEMAL ÜRE
- F-16 savaş uçağı hareket modları ve karşılaştırmalı kontrol sistemleri (PID, LQR, SAS) tasarımı
Comparative control systems design with F-16 fighter aircraft motion modes and control systems (PID, LQR, SAS)
ORHAN KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS JAFAROV
- Flying and handling qualities oriented longitudinal robust control of a fighter aircraft in a large flight envelope
Uçuş ve kullanım kalitelerine dayalı olarak bir savaş uçağı için geniş bir uçuş zarfı içerisinde dayanıklı boylamsal kontrolcü tasarımı
ZAFER KAÇAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU
- Hava aracı modeli ve uçuş kontrol sistemi tasarımı
Aircraft model and flight control system design
UMMAHAN KIRIZ ATAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- F-16 jet uçağı için açık model izleme tabanlı boylamsal kontrolör tasarımı ve hücum açısı kestirimi
Explicit model following based longitudinal controller design and angle of attack estimation for F-16 jet aircraft
GÜLŞAH KESGİN ERTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU