Geri Dön

İnsansız hava aracanın gerçeklenmesi ve modellenmesi

Implementation and modelling of unmanned air vehicle

  1. Tez No: 374195
  2. Yazar: ERSAN AKTAŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÜLESER DEMİR KALAYCI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

Bu tez çalışmasında, insansız hava aracı olarak baz aldığımız dört motorlu ve dört pervaneli bir sistem olan hava aracının, temel dinamik denklemlerden yola çıkarak modeli oluşturulduktan sonra mekanik, elektronik ve son olarak kontrol sistemleri tasarlanılmış ve gerçekleştirilmiştir. Sistemdeki pervaneleri yüksek devir sayılarında döndürebilmek için fırçasız motor kullanılmıştır. Fırçasız motorların devir sayıları elektronik hız kontrolörleri üzerinden değiştirilmektedir. Aracın temel dinamik yunuslama, yuvarlanma ve dümen açıları, araçta bulunan AHRS sensörü üzerinden alınmaktadır. Bu açılar, daha sonra elektronik kart üzerinde bulunan işlemci üzerinde koşulan kontrol algoritmasına girdi olarak verilmektedir. Aracın kontrol algoritması, elektronik kart üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elektronik kart üzerinde, bir adet FPGA ve içindeki soft işlemcinin yazılımını koşturabilmesi için bir adet SRAM bulunmaktadır. Aynı zamanda pozisyon bilgisinin alınabilmesi için bir adet GPS ve yerdeki bilgisayarla kablosuz iletişim kurabilmek için bir adet RF modül kullanılmıştır. Aracın taşıyıcı iskelet yapısı karbon fiber malzemeden yapılmıştır. Aracın karbon fiber malzemeden yapılması aracın hafif ve sağlam olmasını sağlamıştır. Quadrotor olarak adlandırdığımız hava aracı için çeşitli test düzenekleri hazırlanmıştır. Quadrotorun bu test düzenekleri üstünde analizleri gerçekleştirilmiştir. Sistemde yunuslama, yuvarlanma ve dümen eksenleri için kontrolcüler tasarlanmıştır. Kontrol algoritması iç içe iki tane döngüden oluşmaktadır İç taraftaki döngü açısal hız döngüsüdür. Dış taraftaki döngü açı ya da pozisyon döngüsü olarak adlandırılmaktadır. Quadrotor serbest uçuş denemesinde başarı ile uçurulmuştur.

Özet (Çeviri)

In this thesis study, the four-engine propeller-driven aircraft regarded as unmanned aerial vehicle system is modeled using fundamental dynamic equations. Also, mechanical, electronics and control system of the air vehicle are designed and implemented. The brushless motor is used to rotate the propeller at high level revs. Brushless motor speeds are changed via electronic speed controllers. The vehicle's fundemental state angles (i.e., roll angle, pitch angle, and yaw angle) are taken from AHRS sensor. These angles are provided as an input to the control algorithm that run on soft the processor on the electronic card. The vehicle control algorithm is carried out on the electronic card. Electronic card includes one FPGA and one SRAM to run software on soft processor that is inside of FPGA. At the same time, one GPS is used to obtain position information and one RF module is used to communicate wirelessly with the computer at the ground station. Carrier structure of the air vehicle is made of carbon fiber which provides that the vehicle is more lightweight and more robust. Many test setups are constructed for analyzing the control algoritms of an unmanned air vehicle. Controller is designed for each roll,pitch and yaw axes respectively in the system. Control algorithm consists of two cascade loops. The inner loop is called angular velocity loop and the outer loop is called angle or position loop. Quadrotor has been flown in the free-flight testing successfully.

Benzer Tezler

  1. 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

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ

  2. Model predictive control based cooperative pursuit evasion for uav

    Model öngörü güdüm tabanlı sürü insansız hava araçları arasındaki angajman

    MUSTAFA BERKAY AKBIYIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR

  3. Sensor fault tolerant control of a quadrotor uav

    Dört rotorlu insansız bir hava aracının sensör arızalarına toleranslı kontrolü

    MEHMET GÖKBERK PATAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN

  4. Mini jet motorlu dikine kalkıp inebilen hava aracı geliştirilmesi

    Development of a mini jet engine powered vtol vehicle

    ABDULLAH TÜRKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ

  5. Dönerkanat tipinde bir insansız hava aracının görüntü tabanlı kontrolü

    Vision based control of a quadrotor type unmanned aerial vehicle

    AYDIN ERESEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ÖNDER EFE