Aircraft stability analysis and control systems design: An adaptive approach
Bir uçağın kararlılık analizi ve otomatik kontrol sistemi tasarımları: Uyarlamalı (adaptif) kontrol yaklaşımı
- Tez No: 222515
- Danışmanlar: PROF. DR. ELBRUS CAFEROV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: İHA, Uyarlamalı (Adaptif) Kontrol, Lyapunov kararlılık teorisi, Yeniden şekillendirilmiş optimal lineer kuadratik regülatör, UAV, Adaptive Control, Lyapunov Stability Theory, Augmented Optimal LQR Control
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Bu çalışmada, temel olarak bir İnsansız Hava Aracı (İHA)'nın kararlılığı incelenmiş ve otonom uçuş için çeşitli kontrol yöntemleri önerilmiştir. Çalışmada ilk olarak, İHA'nın uzunlamasına ve yanlamasına hareketi için kararlılık analizleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, yanlamasına uçuş ve uzunlamasına uçuşun otomatik idaresi için, Uyarlamalı (Adaptif) Model Referans ve Yeniden Şekillendirilmiş Optimal Lineer Kuadratik Regülâtör yöntemleri kullanılmış, çeşitli otomatik uçuş kontrol algoritmaları geliştirilmiş ve bilgisayar ortamında uygulamaları yapılmıştır. Tezde incelenen insansız hava aracı doğrusal (lineer) bir model olarak ele alınmıştır ve denklemleri buna göre elde edilmişlerdir. Uzunlamasına hareket için gerçekleştirilen Uyarlamalı Model Referans kontrol yöntemi uygulamaları iki başlık altında incelenmiş olup ilk aşamada MIT kuralına dayalı orantı-integral uyarlama algoritması uygulanmış ve sonuçları analiz edilmiştir. Daha sonrasında ise Lyapunov kararlılık teorisine dayalı orantıintegral algoritması uzunlamasına hareket dinamiklerine uygulanmış ve sonuçları analiz edilmiştir. Ayrıca, Yeniden Şekillendirilmiş Optimal Lineer Kuadratik Regülatör yöntemi ile uzunlamasına kontrol sistemi tasarlanarak tezin birinci kısmı sonlandırılmıştır. Tezin ikinci bölümünde, yanlamasına hareket dinamikleri elde edilmiş ve kararlılık analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu bölümde Uyarlamalı kontrol yöntemleri içerisinden sadece Lyapunov kararlılık teorisine dayalı model referans adaptif kontrol tasarımı gerçekleştirilmiştir. Ve son olarak yanlamasına hareket için tasarlanan optimal lineer kuadratik regülatör tasarımı ile tez sonlandırılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürdeki çalışmalarla karşılaştırıldığında, önerilen yöntemlerle geliştirilen otomatik kontrol sistem tasarımlarının, kayda değer sonuçlar sergilediği ve performans kriterlerini fazlasıyla sağladığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, stability analysis of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has been conducted and several control system designs have been suggested for autonomous flight. In the study, firstly, stability analyses have been carried out for the longitudinal and lateral flight dynamics. Additionally, for automatic control system designs, Model Reference Adaptive and Augmented Optimal LQR have been used, control algorithms have been developed and simulations have been conducted. UAV flight dynamics have been linearized and linearized equations of motion have been used in analyses. Adaptive control system design implemented on longitudinal flight dynamics has been investigated in two parts, where firstly PI adjustment algorithm based on MIT rule has been executed. Afterwards, PI adjustment algorithm based on Lyapunov stability theory has been applied and results have been analyzed. Moreover, Augmented Optimal LQR control system design approach has been introduced in longitudinal dynamics and in this way the first part of the study has been concluded. In the second part of the study, equations of motion in lateral flight have been obtained and stability analyses have been conducted. In this section, Model Reference Adaptive control system design based on Lyapunov stability theory has been applied to lateral system dynamics. And finaly, with the implementation of Optimal LQR control system design on the lateral flight dynamics, the study has been concluded. When obtained results have been compared with the existing results in the literature, it is witnessed that designed control systems are able to present remarkable time domain and closed-loop performance characteristics.
Benzer Tezler
- Quadcopter adaptive trajectory tracking control design and stability analysis
Quadcopter uyarlanabilir yörünge takip kontrol tasarımı ve kararlılık analizi
WALEED RABEEA NAZHAT ALTALABANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YASER ALAIWI
- Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları
Controlled lagrangian methods and applications
HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- A4 uçağı için geliştirilmiş otopilot tasarımı
Autopilot design for A4 aircraft
İBRAHİM CAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS CAFEROV
- 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
- İnsansız hava aracı için bir borda bilgisayarının mimarisi ve tasarımı
Başlık çevirisi yok
SAİT N. YURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. T. BERAT KARYOT