Design, implementation and control of a novel quad tilt-rotor uav
Yeni dört eğimli rotor iha'nın tasarımı, uygulanması ve kontrolü
- Tez No: 477866
- Danışmanlar: PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Geleneksel quadrotor insansız hava aracı (UAV), dönme hareketi ile aktarma hareketi arasındaki bağlantıyı ima eden yetersiz çalışmasından büyük sıkıntı çekmektedir. Bu çalışmada, dört pervanenin kol ekseni çevresinde birlikte eğilmesine izin verilen dinamik rotor eğilme kabiliyetine sahip bir quadcopter sunmaktayız. Önerilen yeni tasarım, düzleştirilmiş bir ileri / geri yatay hareketi sağlar ve bu nedenle, araç üzerindeki kameranın doğru bir görünümünü garanti etmektedir ve hava sürtünmesini azaltarak araç hızını arttırmaktadır. Rotor eğme mekanizması aynı zamanda uzunlamasına yönde ani yüksek bir hız sağlar ve hıza neden olan hızı sınırlandırmak için keskin ve sağlam bir hava freni sunar. Göz önüne alınan quadcopter için eksiksiz kapsamlı doğrusal olmayan dinamik bir model Newton-Euler biçimlendirmesi kullanılarak türetilmiştir. Daha sonra, elde edilen modelin yüksekliğini, konumunu ve ileri hızını kontrol etmeyi amaçlayan üç kontrol şeması önerildi. Denetleyicilerin parametreleri daha sonra en iyi kararlı durum performansını elde etmek için Genetik algoritma (GA) kullanılarak ayarlanmıştır. Sistem modelini kontrolöre entegre etmek ve sistem performansını test etmek için çok çeşitli sayısal simülasyonlar yapılmıştır. Önerilen yeni yapılandırmanın avantajlarını göstermek için simülasyon sonuçları rapor edilmiş ve tartışılmıştır. Son olarak, önerilen sistem prototipi parçaları için ayrıntılı bir açıklama ile geliştirildi. Gerçek model kit, denetleyici etkinliğini keşfetmek için deneysel bir test tezgahında test edilmiştir. Daha sonra birkaç önemli uçuş senaryosu uygulanmış ve deneysel sonuçlar gösterilmiştir. Test sonuçları, tasarlanan denetleyicinin yeteneklerini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Traditional quadrotor unmanned aerial vehicle (UAV) suffers terribly from its underactuation which implies the coupling between the rotational and the translational motion. In this study, we present a quadcopter with dynamic rotor tilting capability in which the four propellers are allowed to tilt together around their arm axis. The proposed novel design provides a levelled forward/backward horizontal movement and therefore, ensures a correct view of the on-board camera, and increases the vehicle speed by reducing the air drag. The rotor tilt mechanism also provides an instant high speed in the longitudinal direction and offers a quick and solid air brake to restrain that fast moving speed. A complete, exhaustive nonlinear dynamical model for the quadcopter under consideration is derived using Newton-Euler formalization. Three control schemes are then proposed aimed to control the altitude, attitude, and the forward speed of the obtained model. The controllers' parameters have been then tuned using Genetic algorithm (GA) to get the best steady state performance. A broad variety of numerical simulations have been made to integrate the system model with the controller and to test the system performance. Simulation results have been reported and discussed thoroughly to demonstrate the advantages of the proposed novel configuration. Finally, the proposed system prototype has been developed with a detailed description for its parts. The real model kit is tested on an experimental test bench to discover the controller effectiveness. Several important flight scenarios have been then applied and the experimental results are depicted. The test results illustrate the capabilities of the designed controller.
Benzer Tezler
- Crack detection with deep learning: an exemplary study of data design in architecture
Derin öğrenme ile çatlak tespiti: mimarlıkta veri tasarımı örnek çalışması
ÇAĞLAR FIRAT ÖZGENEL
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARZU SORGUÇ
- Design, implementation and control of a self-aligning full arm exoskeleton for physical rehabilitation
Üst extremite fiziksel rehabilitasyonu için kendinden hizalamalı bir tam kol dıs ıskeletinin tasarımı, uygulanması ve kontrolü
MUSTAFA YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizyoterapi ve RehabilitasyonSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Design, implementation and control ofan underactuated hand exoskeleton
Başlık çevirisi yok
MİNE SARAC STROPPA
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolScuola Normale Superiore di PisaDR. ANTONİO FRISOLI
- Modeling, implementation and control of a forearm-wrist rehabilitation device
Ön-kol bilek rehabilitasyon dış-iskeletinin modellenmesi,inşası ve kontrolü
AYKUT CİHAN SATICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiDOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Design and bilateral control of a teleoperated surgical training system
Çift taraflı uzaktan kontrollü robotik cerrahi eğitim sisteminin mekatronik tasarımı
CANSU ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN PATOĞLU