Dört rotorlu bir insansız hava aracının optimal yörünge kontrolü
Optimal trajectory control of a four-rotor unmanned aerial vehicle
- Tez No: 605057
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN YAZICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Bu çalışmada dört rotorlu bir insansız hava aracının (İHA), yörünge kontrolü için durum geri beslemeli bir optimal kontrolör tasarımı önerilmiştir. Kontrolör tasarımında dış bükey optimizasyon temelinde doğrusal matris eşitsizlikleri yaklaşımı kullanılmıştır. Dört rotorlu İHA'nın, Euler ve Newton hareket denklemleri ile doğrusal olmayan, altı serbestlik dereceli hareket denklemleri elde edilmiştir. Elde edilen hareket denklemleri ile aracın simülasyon modeli kurulmuştur. Altı serbestlik dereceli model dinamikleri, üç eksendeki doğrusal hareket ve bu eksenlerdeki dönme hareketlerini içermektedir. Bazı kabul ve kısıtlamalar ile doğrusal olmayan hareket denklemleri doğrusal denklemlere dönüştürülerek, doğrusal, altı serbestlik dereceli İHA hareket denklemleri elde edilmiş ve simülasyon modeli kurulmuştur. Elde edilen doğrusal denklemler ile sistem Durum-Uzay formuna getirilmiştir. Durum-Uzay denklemleri üzerinden durum geri beslemeli optimal bir kontrolör tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolör doğrusal olmayan model üzerinde test edilmiş ve sonuçlar incelenmiştir. Yapılan nümerik simülasyon çalışmaları sonucunda tasarlanan kontrolörün agresif manevralar durumunda yüksek bir yörünge izleme performansına sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, an optimal controller design with state feedback for trajectory control of a four-rotor unmanned aerial vehicle has been proposed. The most important part of the controller design is the Linear Matrix Inequalities (LMI) approach which is based on convex optimization technique. Non-linear, six degree of freedom equations of a Four-Rotor Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has been obtained by Euler and Newton equations of motion. Six degrees of freedom model dynamics include linear motion in three axes and rotational movements in these axes. Nonlinear equations of motions have been transformed into linear equations with some assumptions and constraints. Linear, six degree of freedom Unmanned Aerial Vehicle equations have been obtained and a simulation model has been established. System has been defined in the State-Space form with using the linear equations. A state feedback optimal controller has been designed based on LMI. The designed controller has firstly applied in the linear model and the results of the reference trajectory tracking have been obtained. Next, the non-linear model has been used to test the designed controller in a more realistic model, and the rotor models of the four rotors have been added to this model. The controller has been applied to the non-linear UAV model. The reference trajectories have been given to the unmanned aerial vehicle model and the trajectories followed by the vehicle has been plotted as a result. It has been observed that the controller designed as a result of numerical simulation studies have high trajectory tracking performance in the case of aggressive maneuvers.
Benzer Tezler
- Trajectory tracking of a quadrotor unmanned aerial vehicle (UAV) via attitude and position control
Dört rotorlu bir insansız hava aracının (İHA) yönelim ve pozisyon kontrolü aracılığıyla yörünge takibi
EMRE CAN SUİÇMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ TÜRKER KUTAY
- Dört rotorlu bir insansız hava aracının otonom uçuşu için optimum kontrolcü tasarımı
Optimal controller design for autonomous flight of a quadcopter
EMRE BALTA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Havacılık MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN HASAN ÇOPUR
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN HÜSEYİN BİLGİÇ
- Tracking control methodologies for a quadrotor UAV
Dört rotorlu bir İHA için yol takibi kontrol yöntemleri
BORA BAYRAKTAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- İnsansız araçlar için optimum uzaysal yörünge planlama algoritmaları geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of optimal spatial trajectory planning algorithms for unmanned vehicles
MERVE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Sensor fault tolerant control of a quadrotor uav
Dört rotorlu insansız bir hava aracının sensör arızalarına toleranslı kontrolü
MEHMET GÖKBERK PATAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN