Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının tasarımı, modellenmesi ve kontrolü
Design, modeling and control of quadrotor type unmanned aerial vehicle
- Tez No: 289976
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Bu tez çalışması dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının modellenmesini,tasarımını ve kontrolünü ele almaktadır. Dönerkanat dinamik modeli Newton-Euleryöntemi yardımıyla türetilmiş ve model katsayıları gerçek zamanlı sistem temelalınarak hesaplanmıştır. İnsansız hava aracı uygulamalarında önemli bir yere sahipolan eyleyici itki dinamikleri sınırlı güç koşulları altında ayrıntılı şekildeincelenmiştir. İtki modelleme işlemi fırçasız doğru akım motoru (FDAM) tarafındantüketilen güç nedeniyle meydana gelen batarya gerilim düşümünü ve modülasyonubertaraf etmek, eyleyici ayırıcı özelliklerini dönerkanat dinamik sistemine yansıtmayıamaçlamaktadır. Geçici ve sürekli rejimde eyleyicilerin gösterdiği davranış,parametreleri Levenberg-Marquardt en iyileme yöntemi tarafından ayarlanan yapaysinir ağı (YSA) yardımıyla ifade edilmektedir. Dönerkanat üzerinde kontroluygulamaları benzetim ve gerçek zamanlı olmak üzere iki farklı şekildegerçekleştirilmektedir. Benzetim çalışmaları esnasında kontrol yöntemleriyle berabertüretilen dönerkanat dinamik modelinin ve YSA tabanlı eyleyici modelinindoğruluğu da gerçek zamanlı uygulamalar öncesi sınanmıştır. Sırasıyla oransalintegral ve türevsel (PID) kontrol yöntemi, kayan kipli denetim (KKD) yöntemi,geriadımlamalı kontrol yöntemi ve geribesleme ile doğrusallaştırmayla kontrolyöntemleri irdelenmiş; gezinge takip performansı, kontrol sinyallerininuygulanabilirliği ve geçici tepkilerinin uygunluğu açısından karşılaştırmalıdeğerlendirilmeleri yapılmıştır. Gerçek zamanlı uygulamalarda ise benzetimçalışmaları uygulanan PID ve KKD yöntemleri seçilmiş ve aracın kararlılığınıkoruyarak istenilen yörüngede kalması sağlanmaya çalışılmıştır. Gerçek zamanlıuygulamalarda ayrıca karşılaşılan donanımsal sorunların üstesinden nasıl gelindiğianlatılmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis considers design, modeling and control of quadrotor type unmannedaerial vehicle. The derivation of the dynamic model of the vehicle is performed byaid of Newton-Euler formulation and coefficients of the model are calculated basedon the real time model. The dynamic behavior of the actuator propulsion underlimited power conditions, which is a very important issue in unmanned aerialvehicles (UAVs), is particularly investigated. The aim of the propulsion modeling isto eliminate the modulation and decrease in battery voltage due to consumption ofpower by brushless direct current (BLDC) motor and incorporate the characteristicsof propulsion into quadrotor dynamics. Transient and steady state behavior of thepropulsion is represented by artificial neural network based approach whoseparameters are adjusted by Levenberg-Marquardt optimization technique. Thecontrol applications on quadrotor are achieved by two different forms, which aresimulation and real time studies. The accuracy of control approaches with derivedquadrotor dynamic model and neural network based propulsion model are justifiedvia simulation studies before real time applications. Proportional integral andderivative (PID) control scheme, sliding mode control (SMC), backsteppingtechnique and feedback linearization control are discussed, respectively, Acomparison of the approaches is presented in terms of the tracking precision,applicability of control signals and the qualities of the transient response. In the realtime studies, PID control and SMC techniques discussed in simulations are chosen todrive the vehicle dynamics to desired trajectories while sustaining stability. Thesolutions to problems which are encountered in real time studies are also discussed.
Benzer Tezler
- Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının arıza toleranslı kontrolü
Fault tolerant control of a rotary wing type unmanned aerial vehicle
AHMET ERMEYDAN
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiHavacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KORUL
- Dönerkanat tipinde iha için akıllı kontrolcü tasarımı
An intelligent controller design for quadrotor type uav
OSMAN ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TOLGA YÜKSEL
- Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının görüntü tabanlı kontrolü
Vision based control of a quadrotor type unmanned aerial vehicle
AYDIN ERESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE
- Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracıyla video tabanlı üst düzey işlevlerin tasarlanması
Design of video based high level functions for a quadrotor type unmanned aerial vehicle
NEVREZ İMAMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE
- İnsansız hava araçlarında farklı kontrol tekniklerinin performans karşılaştırması
Performance comparison of different control techniques on unmanned aerial vehicles
NECDET SİNAN ÖZBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. COŞKU KASNAKOĞLU