Geri Dön

Altitude control of an octocopter UAV using artificial neural networks

Bir sekiz kanatlı İHA'nın yapay sinir ağları ile yükseklik kontrolü

  1. Tez No: 728330
  2. Yazar: ŞAHİN EKMEL KARAKAYA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AYTAÇ GÖREN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 106

Özet

İnsansız hava araçlarının (İHA) kullanımı son yıllarda yaygınlaşmıştır. Bilimsel araştırmalara ve uzay teknolojilerinde kullanım çeşitliliğine öncülük eden İHA'lar, askeri, ticari, güvenlik gibi sektörlerde de geniş bir kullanım alanına sahiptir. Uçan araçların kontrolü, bozucu girdiler nedeniyle her zaman zor olmuştur. Bu çalışma, sürekli öğrenme yeteneğine sahip İHA'larda yaygın olarak kullanılan kontrol algoritmalarına alternatif olacak şekilde NARX NN algoritması ile otonom bir oktokopterin tutum ve irtifasını tasarlamayı ve kontrol etmeyi amaçlamaktadır. Oktokopter olarak da bilinen sekiz rotorlu multikopterin yuvarlanma, yunuslama, yalpalama ve irtifa kontrolü tasarlanmıştır. Oktokopterin lineer olmayan matematiksel modeli Newton-Euler yöntemi yardımıyla Matlab Simulink üzerinde gerçekleştirilmiştir. Önerilen oktokopter tasarımının kütle özelliklerini ve atalet momentlerini belirlemek için Solidworks üzerinde bir rijit gövde modeli tasarlanmıştır. Geri besleme döngü sisteminin irtifa ve durum kontrolü için klasik oransal-entegratör-türev (PID) algoritmaları ve dinamik zaman serisi doğrusal olmayan otoregresif dışsal girdi (NARX) sinir ağları (SA) kullanılmıştır. PID kontrolör kazançları Ziegler-Nichols yöntemi yardımıyla hesaplanmıştır. NARX NN kontrolörleri, Levenberg-Marquardt algoritması ile eğitilmiştir. Tasarlanan kontrolörlerin her bir manevra için performansları Gauss gürültüsü altında karşılaştırılmıştır. PID ve NARX NN kontrolörleri simülasyon ortamında benzer sonuçlar vermiştir.

Özet (Çeviri)

The use of unmanned aerial vehicles (UAV) has become widespread in recent years. UAVs pioneers scientific research and variety of use in space technologies, also it has a wide range of use in sectors such as military, commercial, and security. The control of flying vehicles has always been difficult due to disruptive inputs. This study aims to design and control the attitude and altitude of an autonomous octocopter with the NARX NN algorithm to be an alternative to commonly used control algorithms on UAVs with continuous learning capability. Roll, pitch, yaw, and altitude control of eight rotor multi-copter also known as octocopter have been designed. The non-linear mathematical model of the octocopter has been implemented on Matlab Simulink with the help of the Newton-Euler method. A rigid body model has been designed on Solidworks to identify mass properties and inertial moments of the proposed octocopter design. Classical proportional-integrator-derivative (PID) algorithms and dynamic time series non-linear autoregressive exogenous input (NARX) neural networks (NN) have been used for the altitude and attitude control of the feedback loop system. The PID controller gains have been calculated with the help of the Ziegler-Nichols method. The NARX NN controllers have trained with the Levenberg-Marquardt algorithm. The performances of the designed controllers for each maneuver have been compared under Gaussian noise. The PID and NARX NN controllers have performed similar results in the simulation environment.

Benzer Tezler

  1. Attitude and altitude control of an outdoor quadrotor

    Dört pervaneli hava aracının yükseklik ve yönelim kontrolü

    ANIL GÜÇLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Mekatronik MühendisliğiAtılım Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KUTLUK BİLGE ARIKAN

    YRD. DOÇ. DR. BÜLENT İRFANOĞLU

  2. GPS based altıtude control of an unmanned aır vehıcle usıng dıgıtal terraın elevatıon data

    Sayısal arazi yükseklik verisi kullanılarak bir insansız hava aracının KKS tabanlı yükseklik kontrolü

    SELÇUK ATAÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT PLATİN

    PROF. DR. TUNA BALKAN

  3. Quadrotor konum kontrolü

    Quadrotor position control

    BÜŞRA AŞKIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN DINDIŞ

  4. Uyarlanabilir sinirsel bulanık çıkarım sistemi (ANFIS) ile bir insansız hava aracı için uçuş kontrolü

    Flight control of an unmanned aircraft by adapti̇ve neuro-fuzzy inference system (ANFIS)

    OZAN DURMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnadolu Üniversitesi

    Havacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. EMRE KIYAK

  5. Dikine iniş kalkış yapabilen dört rotorlu hava aracının (Quadrotor) uçuş kontrolü

    Flight control of a four rotor vtol (Quadrotor) aircraft

    MEHMET KEMAL BAYRAKÇEKEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU

    YRD. DOÇ. DR. AYDEMİR ARISOY