Flight control system design for an over actuated UAV against actuator failures
Artık eyleyicili bir IHA için eyleyici arızalarına karşı uçuş kontrol sistemi tasarımı
- Tez No: 268420
- Danışmanlar: PROF. DR. OZAN TEKİNALP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Bu tez konvensiyonel ve artık eyleyicili bir Insansız Hava Aracı (IHA) için tasarlanan otomatik uçuş kontrol sistemlerini anlatmaktadır. Uçuş mekaniği denklemleriyle beraber aerodinamik etkiler, çevresel etkiler, kütle-eylemsizlik özellikleri, itki hesaplamaları ve eyleyici dinamiklerini içeren doğrusal olmayan benzetim modeli yaratılmış; trim ve doğrusallaştırma kodları geliştirilmiştir. Konvensiyonel IHA'nın otomatik uçuş kontrol sistemi, klasik ve gürbüz kontrol methodlarının her ikisi birden kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarımların tam otonom uçuşdaki performansları, hem belirsizlik hem de bozucu etkilerin bulunduğu doğrusal olmayan benzetimler aracılığıyla farklı manevralar için test edilmiştir. Artık eyleyicili bir IHA'nın hata toleranslı kontrolü tezin temel çalışma konusudur. Uçuş kontrol sistemi, klasik kontrol yöntemleri kullanılarak tasarlanmıştır. İki statik kontrol dağıtım methodu incelenmiştir: Moore-Penrose pseudo inverse ve blended inverse. Bu amaçla, üç kanatçık seti bulunan bir uçak kullanılmıştır. Artık kontrol yüzeyleriyle hata toleranslı kontrolün mümkün olduğu gösterilmiştir. Her iki statik kontrol dağıtım methodu da manevranın gerçekleştirilmesinde oldukça başarılı olsa da, yeni blended inverse algoritmasının kontrol yüzeylerinden bazıları kaybedildiği zaman uçağın kontrolünde daha etkili olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, manevra esnasında kontrol yüzeylerinden bazıları hasar görse veya belirli bir açıda takılı kalsalar dahi artık kontrol yüzeyleriyle uçağın kurtarılmasının mümkün olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis describes the automatic flight control systems designed for a conventional and an over actuated unmanned air vehicle (UAV). A nonlinear simulation model including the flight mechanics equations together with the interpolated nonlinear aerodynamics, environmental effects, mass-inertia properties, thrust calculations and actuator dynamics is created; trim and linearization codes are developed. Automatic flight control system of the conventional UAV is designed by using both classical and robust control methods. Performances of the designs for full autonomous flight are tested through nonlinear simulations for different maneuvers in the presence of uncertainties and disturbances in the aircraft model. The fault tolerant control of an over actuated UAV is the main concern of the thesis. The flight control system is designed using classical control techniques. Two static control allocation methods are examined: Moore-Penrose pseudo inverse and blended inverse. For this purpose, an aircraft with three sets of ailerons is employed. It is shown that with redundant control surfaces, fault tolerant control is possible. Although both of the static control allocation methods are found to be quite successful to realize the maneuvers, the new blended inverse algorithm is shown to be more effective in controlling the aircraft when some of the control surfaces are lost. It is also demonstrated that, with redundant control surfaces it is possible to recover the aircraft during a maneuver even some of the control surfaces are damaged or got stuck at a particular deflection.
Benzer Tezler
- Mikro hava araçlarının bilinmeyen ortamlarda görüntü temelli kontrolü
Vision based control of micro air vehicles in unknown environments
CİHAT BORA YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- 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
- Modelling, control and implementation of an unmanned vertical take-off and landing aircraft
Dikey iniş kalkış yapabilen bir insansız hava aracının modellenmesi, kontrolü ve gerçeklenmesi
FARABİ AHMED TARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- 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
- Robust and intelligent control of unmanned aerial vehicles
İnsansız hava araçlarının akıllı ve gürbüz kontrolü
ABDURRAHMAN BAYRAK
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE