A new coordination framework for multi-UAV formation control
Çoklu insansız hava aracı oluşum kontrolü için yeni bir koordinasyon yapısı
- Tez No: 394241
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsansız Hava Araçları (İHA) son birkaç on yıl içinde çok popüler hale gelmişlerdir. Günümüzde bu araçlar, insanlar için sıkıcı, kirli ve tehlikeli sivil ve askeri uygulamalar için kullanılmaktadır. Malzeme, elektronik, sensör, motor ve pil alanlarındaki dikkat çekici gelişmeler daha dayanıklı, yetenekli, akıllı ve ucuz İHA?ların yapımını mümkün kılmıştır. Sonuç olarak, önemli derecede araştırma çabası akıllı navigasyon ve kontrol sistemlerine sahip İHA?ların tasarımına adanmıştır. Tek bir İHA'nın başarılı bir şekilde yerine getiremeyeceği uygulamalar vardır. Ancak, geometrik örüntü veya oluşum halindeki bir İHA filosu bu görevleri daha güçlü ve verimli bir şekilde gerçekleştirebilir. Bu tez çalışması quadrotor tipi İHA'ların oluşum kontrolüne imkan sağlayan yeni bir oluşum kontrol şeması üzerine odaklanmıştır. Quadrotorların koordinasyonu sanal yapı yaklaşımı ile geliştirilmektedir, koordinasyon kuvvetleri quadrotorların sanal bir düzleme dikey izdüşümleri kullanılarak tanımlanmıştır. Araçlar arasında sanal düzlemde tanımlanan düzlemsel yay kuvvetleri bulunmaktadır. Bu sanal yay kuvvetleri, salınımlı hareketleri durdurması için amortisörlerle desteklenmiştir. Uçan robotların koordinasyonu düzlemsel yüzeyde başarılırken aracın yükseklik referansı koordinasyon modelinden bağımsız olarak aracın üzerinde üretilir. Bu her bir quadrotora dikey düzlemde daha fazla manevra kabiliyeti özgürlüğü eklemektedir. Quadrotorun yönelim ve pozisyon kontrolü, rüzgar gibi dış bozucu etkilere karşı gürbüz oluşundan dolayı integral geribasamaklama yöntemi kullanılarak tasarlanmıştır. Çeşitli koordineli görev senaryoları sunulmuştur ve önerilen oluşum kontrol yönteminin performansı benzetim çalışmlarında üç ve beş quadrotor kullanılarak incelenmiştir. Benzetim sonuçları oldukça ümit vericidir.
Özet (Çeviri)
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have become very popular in the last few decades. Nowadays these vehicles are used for both civilian and military applications which are dull, dirty and dangerous for humans. The remarkable advances in materials, electronics, sensors, actuators and batteries enable researchers to design more durable, capable, smart and cheaper UAVs. Consequently, a significant amount of research effort has been devoted to the design of UAVs with intelligent navigation and control systems. There are certain applications where a single UAV can not perform adequately. However, carrying out such tasks with a fleet of UAVs in some geometric pattern or formation can be more powerful and more efficient. This thesis focuses on a new coordination scheme that enables formation control of quadrotor type UAVs. Coordination of quadrotors is achieved using a virtual structure approach where orthogonal projections of quadrotors on a virtual plane are utilized to define coordination forces. This plane implies planar spring forces acting between the vehicles. Virtual springs are also augmented with dampers to suppress oscillatory motions. While the coordination among the aerial vehicles is achieved on a virtual plane, altitude control for each vehicle is designed independently. This increases maneuvering capability of each quadrotor along the vertical direction. Due to their robustness to the external disturbances such as wind gusts, integral backstepping controllers are designed to control attitude and position dynamics of individual quadrotors. Several coordinated task scenarios are presented and the performance of the proposed formation control technique is assessed by several simulations where three and five quadrotors are employed. Simulation results are quite promising.
Benzer Tezler
- Yeni kamu işletmeciliği yaklaşımı bağlamında Türkiye'de orman yangınlarıyla mücadelede MALE sınıfı insansız hava araçlarının rolü ve etkinliği
The role and effectiveness of MALE-class unmanned aerial vehicles in combating forest fires in Turkey within the framework of the new public management approach
BURAK ODACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kamu YönetimiAnkara Sosyal Bilimler ÜniversitesiSiyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENEM ERTAN DİLEK
- İki aşamalı yer seçimi ve insansız hava aracı destekli araç rotalama problemi
Two-echelon location selection and unmanned aerial vehicle-assisted vehicle routing problem
TOLGA GEDİKLİ
Doktora
Türkçe
2026
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KARAOĞLAN
- A general framework for multi-agent manufacturing systems
Çoklu etmenli üretim sistemleri için genel bir iskelet yapı
BANU KENGİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ÖZTEMEL
- A hierarchical framework for preventing robot manipulation failures
Robot etkileşimlerinde hataları önlemek için çok-katmanlı güvenli yürütme mimarisi
ABDULLAH CİHAN AK
Doktora
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SANEM SARIEL UZER
DOÇ. DR. EREN ERDAL AKSOY
- Su tahsisi planlamasında çok kriterli karar verme teknikleri: Seyhan Havzası örnek çalışması
Multi-criteria decision making techniques for water allocation planning: A case study of Seyhan watershed area
GÜNDÜZ SİNEM KOCABAŞ SİRKECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ERDEM GÖRGÜN