Design of adaptive nonlinear controller for a quadrotor helicopter
Dört rotorlu helikopter için doğrusal olmayan uyarlamalı kontrolcü tasarımı
- Tez No: 540715
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜRKER TÜRKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Çeşitli görevleri gerçekleştirmek üzere insansız hava aracı olarak kullanılan dört rotorlu helikopterler, özellikle kararlılık ve hızlı manevra kabiliyetleri nedeni ile tercih edilmektedir. Bu araçların avantajlı özellikleri yüksek performanslı kontrolcü gereksinimlerini de beraberinde getirmektedir. Bu tez çalışmasında dört rotorlu helikopter dinamik modeli için beş farklı kontrolcü oluşturulmuş ve tasarlanan bu kontrolcüler farklı çalışma senaryoları göz önünde bulundurularak yapılan benzetim çalışmaları ile test edilmiştir. Birinci ve ikinci kontrolcüde sapma açısının sıfırda tutularak, konum hatasına göre yuvarlanma ve yunuslama açılarının referans değerlerinin oluşturulduğu ve yörünge takiplerinin gerçekleştirildiği kontrolcüler tasarlanmıştır. İlk kısımda doğrusal olmayan kaskad kontrolcü kullanılmıştır. İkinci kısımda ise modele ait değişkenler belirsiz kabul edilerek istenen referans modele yakınsayan doğrusal olmayan, uyarlamalı bir kontrolcü tasarlanmıştır. Bir sonraki bölümde ise blok geri adımlama yöntemi kullanılarak bir kontrolcü oluşturulmuştur. Dördüncü kısımda modele ait parametrelerin belirsiz varsayıldığı senaryoda uyarlamalı blok geri adımlama kontrolcüsü tasarlanmıştır. Son bölümde, başlangıç noktasına göre hesaplanan açısal hız ile gövde üzerinde ölçülen açısal hızın aynı olduğu varsayımı terk edilerek bir başka geri adımlama kontrolcüsü olu¸sturulmuştur. Tasarlanan kontrolcüleri test etmek amacıyla sabit ve zamanla değişen referans yörüngeler için benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Quadrotor helicopters that are used as unmanned aerial vehicles to accomplish various tasks are preferred especially for their specifications such as stability and maneuverability. The advantageous specifications of these vehicles bring the demand of a high-performance controller. In this thesis study, five different controllers are constructed to control the quadrotor helicopter, and designed controllers are tested with simulations considering different scenarios. In the first and second situations, two controller loops are employed. In the outer loop, reference roll and pitch angles are generated dependent on the position error due to underactuated model dynamics. In the inner loop, actual angles are brought to the reference values. The yaw angle is kept at zero during the process. In the first section, the nonlinear cascade controller is utilized. In the second one, nonlinear adaptive controller converging the reference model is designed for the case parametric uncertainty in the model. In the following section, the block backstepping controller is developed. In the fourth chapter, the adaptive block backstepping controller is designed in case that model parameters are assumed to be uncertain. In the last section, another backstepping controller is constructed assuming that the angular velocity in the inertial frame does not equal to the one in the body frame, unlike previous approaches. In order to test the designed controllers, simulation studies are performed for constant and time-varying reference trajectories.
Benzer Tezler
- Quadrotorun modellenmesi ve hiperbolik tanjant adaptif lqr+pıd kontrolü
Modelling and hyperbolic tangent adaptive lqr+pid control of a quadrotor
HAYRETTİN YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU
- A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations
Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları
BURAK YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Adaptive consensus based formation control of unmanned vehicles
Başlık çevirisi yok
HACI MEHMET GÜZEY
Doktora
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMissouri University of Science and Technology (University of Missouri-Rolla)DR. JAGANNATHAN SARANGAPANI
DR. LEVENT ACAR
- Askıda yük taşıyan dört rotorlu İHA sistemlerinin modellenmesi ve sonlu/sabit zamanlı adaptif kayan kipli kontrolcü tasarımı
Modeling of quadrotor UAV systems carrying a suspended payload and design of finite/fixed time adaptive sliding mode controller
ÖZHAN BİNGÖL
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACI MEHMET GÜZEY
- Design of adaptive controller and extremum seeking algorithm for quadrotors
Dört rotorlu insansız hava aracı için uyarlamalı kontrolcü ve ekstremum arama algoritması tasarımı
HÜSEYİN DEMİRCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM BAŞTÜRK