Geri Dön

Prototip helikopter sisteminin matematiksel modelinin deneysel belirlenmesi ve denetçi tasarımı

Experimental determination of mathematical model of prototype helicopter system and controller design

PDF İndir

  1. Tez No: 367605
  2. Yazar: ABDULLAH ATEŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CELALEDDİN YEROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İnönü Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Kumanda Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 75

Özet

Fiziksel sistemlerin analizi ve tasarımı için bu sistemlerin matematiksel modellerinin bilinmesi gerekir. Birçok uygulamada matematiksel modellere göre analiz ve tasarım yapılır daha sonra bu tasarımlar gerçek zamanlı uygulamalarda kullanılır. Ancak gerçek zamanlı çalışan sistemlerin matematiksel modeli her zaman tam olarak elde edilemeyebilir. Bu nedenle gerçek zamanlı sistemlerin matematiksel modellerinin deneysel belirlenmesi önemlidir. Bu tez çalışmasında prototip helikopter modeli olan çift motorlu çok girişli çok çıkışlı sistem TRMS (Twin Rotor MIMO- Multi İnput Multi Output- Systems)'nin dikey ve yatay hareketlerinin matematiksel modeli deneysel olarak MATLAB model belirleme aracı (Model Identification Toolbox) yardımıyla elde edilmiştir. Tezin sonraki bölümlerinde TRMS'nin deneysel elde edilen matematiksel modeli kullanılarak TRMS sistemi için üç farklı denetçi tasarım yöntemi önerilmiştir. i. TRMS'nin dikey ve yatay seviye hareketlerinin matematiksel modelleri kullanılarak Bode'nin ideal kontrol döngüsünü referans alan kesir dereceli denetçi tasarımı önerilmiştir. Bu yöntemle elde edilen denetçinin hem gerçek zamanlı uygulamalar da hem de simülasyonda referans sinyali iyi takip ettiği gözlenmiştir. Böylece elde edilen matematiksel modellerin tutarlılığı gösterilmiştir. ii. Bu sistemlere adaptif denetçiler tasarlamak amacıyla Yapay Sinir Ağları (YSA) yapısı kullanılmıştır. Bu çalışma için MATLAB ortamında özgün bir öğrenme verisi oluşturma kodu yazılmış ve YSA bu verileri kullanarak öğrenmeyi sağlamıştır. Elde edilen denetçinin iyi cevap verdiği gözlenmiştir. iii. TRMS sisteminin yatay ve dikey hareketi için Bode'nin ideal kontrol döngüsü referans alınarak kesir dereceli denetçiler, parametre vektör optimizasyonu yöntemiyle tasarlanmıştır. Optimizasyon süresince kesir dereceli denetçinin katsayıları olan ? ?, , , , d i p k k k ve Bode'nin ideal kontrol döngüsünün katsayıları olan ? ?,c yani toplam 7 parametrenin optimizasyonu yapılmıştır. Bu tez çalışmasında, TRMS sistemi için önerilen kesir dereceli denetçi ve sistemlerin tez içerisinde daha iyi anlaşılmasını sağlamak amacıyla, kesir dereceli bir sistemin matematiksel modelinin fiziksel yorumu sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

Mathematical models of physical systems should be known to analyze and design of such systems. In many studies analysis and design are realized according to mathematical model, and then these designs are used in real time applications. However mathematical model of the real time running systems cannot be obtained exactly every time. For this reasons experimental determination of the real time systems' mathematical model are important. In this thesis, mathematical model of vertical and horizontal movement of a prototype helicopter, which is called Twin Rotor MIMO -Multi Input Multi Output- System (TRMS), are obtained via MATLAB Model Identification Toolbox experimentally. Subsequent sections of the thesis include three controller design methods for TRMS using experimentally obtained mathematical model. i. Fractional order controller design method based on Bode's ideal control loop is proposed using the mathematical models of vertical and horizontal movements of TRMS. It is observed that the controller obtained by this method follows the reference signal both in real time application and simulation. Thus, consistency of the mathematical models is shown. ii. In order to design adaptive controller for the systems neural network (NN) structure is used. A MATLAB code is written to generate a trainning data for this study and the NN is trained by using these data. It is observed that the proposed NN has satisfactory response. iii. A fractional order controller is designed by using parameter vector optimization method for vertical and horizontal movements of the TRMS referring to Bode's ideal control loop. During the optimization the coefficient of fractional order controller ? ?, , , , d i p k k k and Bode's ideal control loop coefficients ? ?,c , a totally seven parameters, are optimized. In this thesis, a physical interpretation of mathematical expressions of a fractional order system is proposed to contribute the understanding of fractional order controllers and systems proposed for TRMS.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    769456

    Tek serbestlik dereceli helikopter sisteminin bulanık mantık tabanlı kontrolü

    Fuzzy logic based control of a one-degree of helicopter system

    MEHMET AKİF MACİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ÜNLÜTÜRK

  2. Tez No

    409882

    Helikopter kabin gürültüsünün piezoelektrik eyleyicilerle aktif titreşim kontrolü analizleri

    Active vibration control analyses of helicopter cabin noise by using piezoelectric patch actuators

    ERDİ GÜLBAHÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ÇELİK

  3. Tez No

    361080

    Helikopter uçuş simülatörleri için uyarlanabilir yapıda kumanda yükleme sistemi geliştirilmesi

    Development of a reconfigurable control loading system for helicopter flight simulator

    MEHMET MURAT AYGÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YİĞİT TAŞCIOĞLU

  4. Tez No

    167092

    Vibration fatigue analysis of equipments used in aerospace

    Havacılık endüstrisinde kullanılan cihazların titreşim kaynaklı yorulma analizleri

    MURAT AYKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MEHMET ÇELİK

    DOÇ.DR. SUAT KADIOĞLU

  5. Tez No

    809657

    Developing guidelines for designing a design-decision support system to enhance requirement identification in helicopter industry

    Helikopter endüstrisinde gereksinim belirlemek amaçlı bir tasarım karar destek sistemi tasarlanması için kılavuz geliştirilmesi

    ABDULLAH ENES COŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Endüstri Ürünleri TasarımıOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞEN TÖRE YARGIN

Geri Dön