Helikopter için yunuslama dinamiği ve kontrol sistemi tasarımı
Pitching dynamics and control system design for helicopter
- Tez No: 151404
- Danışmanlar: PROF. DR. ELBURUS CAFEROV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
HELİKOPTER İÇİN YUNUSLAMA DİNAMİĞİ VE KONTROL SİSTEMİ TASARIMI ÖZET Bu çalışmanın amacı örnek helikopter için yunuslama kontrol sistemi tasarımıdır. Çeşitli çalışmalarda helikopter için kontrol sistemi dizaynı örnekleri verilmiş ama kontrol sistemi kazançlarının hesaplanmasına detaylıca değinilmemiştir. Bu çalışmada örnek bir helikopter için aerodinamik bilgilerden hareket edilerek helikopter eksenlerinde hareket denklemleri oluşturulmuştur. Bu amaçla ilk önce rijit bir cisim için Euler denklemleri oluşturulmuş ve küçük açı ve küçük değişimler teorisi uygulanmıştır. Bu denklemler non-lineer olduğu için Taylor serisine açarak ve birinci dereceden katsayılar dikkate alınarak lineer denklemler oluşturulmuştur ve denge konumu etrafında çözülmüştür. Bu denklemler daha sonra durum değişkenleri cinsinden ifade edilmiş ve durum uzayında dinamik bir model oluştoıumuştur. Bu amaçla MATLAB programında yazılan kararlılık türevlerini hesaplayan ve durum uzayını oluşturan bir fonksiyon kullamlmıştrr..Daha sonra helikopterin dmamik kararlılığı karakteristik denklemin çıkarılmasıyla incelemiş yunuslama ekseninde otomatik kontrol sistemi ihtiyacı gösterilmiştir. Bu amaçla benzer çalışmalardan örnek kontrol sistemi MATLAB/Simulink programı ile oluşturulmuş ilk önce PD kontrol elemanı sistemin Tek girişli Tek çıkışlı(SISO) sisteme indirgenmesiyle uygulanmış root-locus yöntemiyle en uygun katsayılar bulunmuştur. Daha sonra alternatif bir yöntem olarak Çok girişli Çok çıkışlı(MIMO) sisteme kök- yerleşimi(pole-placement) yöntemi uygulanmış, kapalı sistem cevaplan ve istenen performansı sağlayıp sağlamadığı incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
PITCHING DYNAMICS AND CONTROL SYSTEM DESIGN FOR A HELICOPTER SUMMARY The aim of this thesis is to design an automatic control system for an example helicopter in pitching axe. In various studies example control systems for helicopter is given but calculating of control system gains are not explained in detail. In this manner first the linearized dynamic model of an example helicopter has been obtained by applying small perturbations and small angles approach to six degrees of freedom non-linear equations of motion in example helicopter's body axes. While doing this, small perturbations from the steady state conditions has been considered and equations of motion expanded to Taylor series but only first order terms is investigated. Also for the sake of simplicity coupling between lateral and longitudinal has been ignored. As the study is focused on longitudinal axe conditions and constraints related with longitudinal axe has been implemented. Then partial derivatives of the aerodynamic forces and moments which is called stability derivatives has been implemented and over all system has been put into state space form by using custom program written in MATLAB. After obtaining the state space form it has been approached as a MİMO system which is sum of four SISO systems and a PD controller is simulated on the pitching axe by MATLAB/Simulink. After investigating of various controller gains by root locus technique most appropriate gains has been chosen. Although this gains meet some of the design criteria such as maximum over shoot and steady state error, settling time was not short enough to be considered acceptable. As an alternative approach pole placement method has been applied by finding appropriate controller gains corresponding to arbitrary appointed roots of the characteristic equation. Finally step responses of the system has been investigated and has been found that pole placement method was much successful in meeting engineering criterias in time domain design. XI
Benzer Tezler
- İTÜ-hafif ticari helikopter uçuş dinamiği, kararlılık analizi ve geliştirilmiş kontrol sistemleri tasarımı
ITU-light commercial helicopter flight dynamics, stability analyses and advanced control systems design
ERKAN ABDULHAMİTBİLAL
Doktora
Türkçe
2010
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS CAFEROV
- Comprehensive investigation of rotor stall onset for future helicopters
Rotor tutunma kaybı başlangıcının yeni nesil helikopterler için kapsamlı incelenmesi
ENES UÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Turaç insansız hava aracının aerodinamik tasarım, modelleme ve analizi
The aerodynamic desing, modelling and analysis of turac unmanned air vehicle
ASLIHAN VURUŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- İnsansız dört rotorlu hava araçları için değişken serbestlik dereceli yere sabit deney düzeneği ve denetleyici tasarımı
Design and control of an experimental stationary quadrotor with variable degree of freedom
AHMET KIRLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
YRD. DOÇ. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ