Altitude control of an octocopter UAV using artificial neural networks
Bir sekiz kanatlı İHA'nın yapay sinir ağları ile yükseklik kontrolü
- Tez No: 728330
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYTAÇ GÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- Attitude and altitude control of an outdoor quadrotor
Dört pervaneli hava aracının yükseklik ve yönelim kontrolü
ANIL GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KUTLUK BİLGE ARIKAN
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT İRFANOĞLU
- 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
2006
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT PLATİN
PROF. DR. TUNA BALKAN
- Quadrotor konum kontrolü
Quadrotor position control
BÜŞRA AŞKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN DINDIŞ
- 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
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiHavacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMRE KIYAK
- 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
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU
YRD. DOÇ. DR. AYDEMİR ARISOY