Geri Dön

Design of adaptive nonlinear controller for a quadrotor helicopter

Dört rotorlu helikopter için doğrusal olmayan uyarlamalı kontrolcü tasarımı

  1. Tez No: 540715
  2. Yazar: ONUR AKGÜN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜRKER TÜRKER
  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: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2018

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU

  2. 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

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN

  3. 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

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HACI MEHMET GÜZEY

  4. 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

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM BAŞTÜRK