Geri Dön

Döner kanatlı hava araçlarının uçuş performans optimizasyonu

Flight performance optimization of rotary wing aircraft

  1. Tez No: 730540
  2. Yazar: HÜSEYİN ŞAHİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Sivil Havacılık, Aeronautical Engineering, Civil Aviation
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Helikopter, trikopter, quadkopter gibi döner kanatlı hava araçlarının tasarımı ve gelişimi popüler bir bilim çalışmalarından olmuştur. Dikey kalkış ve yüksek manevra kabiliyeti, havada asılı kalabilme, ileri, geri, kendi etrafında dönme ve yanlara uçuş kabiliyeti gibi birçok avantaja sahip olan döner kanatlı hava araçları sivil, spor, hobi ve askeri amaçlar ile kullanılan ulaşım aracı olmuştur. Döner kanatlı hava araçların tasarım süreçleri performans için kritik öneme sahiptir. Hava aracının havada kalış süresi önemli bir performans parametresidir. Bu doktora tez çalışması kapsamında quadkopter hava aracının otopilot kazanç katsayıları ve batarya ağırlığına bağlı olarak otonom performansını (yani hem boylamasına hem de yanal) ve maksimum havada kalış süresini aynı anda optimize edilmektedir. Bu amaç için, eşzamanlı pertürbasyon rassal yaklaştırım (yani SPSA) olarak adlandırılan bir rassal optimizasyon yöntemi kullanılarak uygun otopilot kazanç katsayıları ve pil ağırlığı elde edilmektedir. Pil ağırlığı ile pil enerji yoğunluğu arasında doğrudan bir ilişki olmadığı için SPSA algoritmasından elde edilen pil ağırlığına karşılık gelen pil enerji yoğunluğunu elde etmek için yapay sinir ağlarından (yani YSA) yararlanılır. SPSA algoritması kullanılarak optimum performans indeksi elde edilir, daha sonra elde edilen veriler boylamasına ve yanal otonom uçuş simülasyonları için kullanılır. Yapılan bu tez çalışması neticesinde hem quadkopter hava aracının maksimum havada kalış süresi hem de otonom performansı iyileştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

The design and development of rotary-wing aircraft such as helicopters, tricopters, and quadcopters has been a popular scientific study. Rotary-wing aircraft have high maneuverability such as vertical take-off and landing, hovering, forward, backward, turning around itself and flying sideways. Rotorcrafts have become a transportation used for civil, sports, hobby and military purposes. The design processes of rotary-wing aircraft are critical to performance. Durability is an important performance parameter for rotorcraft. Within the scope of this thesis, the autonomous performance (i.e. each longitudinal and lateral) and maximum endurance of the quadcopter aircraft are simultaneously optimized depending on the autopilot gain coefficients and battery weight. For this purpose, suitable autopilot gain coefficients and battery weight are obtained by using a stochastic optimization method called as Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation (SPSA). Since there is no direct relationship between battery weight and battery energy density, Artificial Neural Network (ANN) is used to obtain the battery energy density corresponding to the battery weight obtained from the SPSA algorithm. The optimum performance index is obtained using the SPSA algorithm, then the obtained data is used for longitudinal and lateral autonomous flight simulations. As a result of the study, both the maximum flight time of the quadcopter aircraft and also autonomous performance has been improved.

Benzer Tezler

  1. 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

  2. Optimizing rotary-wing UAV trajectory tracking: A comparative study of optimization methods

    Döner kanatlı İHA yörünge takibinin optimize edilmesi: Optimizasyon yöntemlerinin karşılaştırmalı bir çalışması

    AHMET SABAH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL BAYEZİT

  3. Döner kanatlı insansız hava araçlarının yenilikçi yaklaşımlarla otonom performansının maksimizasyonu

    Maximizing the autonomous performance of rotary wing unmanned aerial vehicles with innovative approaches

    ENES ÖZEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Uçak MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUĞRUL OKTAY

  4. Developing algorithm for automatic detection of caves using unmanned aerial vehicle data

    İnsansız hava araçlarından elde edilen verilerle otomatik mağara tespiti yapabilen algoritmanın geliştirilmesi

    MUSTAFA BÜNYAMİN SAĞMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ORKAN ÖZCAN

  5. Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması

    Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles

    ÖMER ÇETİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu Komutanlığı

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ