Optimal kontrolcü ve gözleyici metodu kullanılarak savaş uçağı için uçuş kontrolü tasarımı
Flight control system design of fighter aircraft using optimal controller and observer
- Tez No: 753603
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR AKBATI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu çalışmada, hava aracının optimal kontrolü ve gözleyici tasarımı gerçekleştirilmektedir. Hava aracı kontrolü için doğrusal karesel düzenleyici metodu kullanılmaktadır. Ancak, doğrusal karesel düzenleyici tek başına hava aracının iç kararlılığını sağlasa da referans takibi gibi bir çözüm sunamamaktadır. Referans takibi probleminin çözümü için servo mekanizma yapısı ile hava aracına referans takibi yeteneği kazandırılmaktadır. Bu sayede, hava aracı boylamsal ekseni hem iç kararlılığı hem de yunuslama hızı referans takibini optimal bir şekilde kontrol etmektedir. Tasarlanan optimal doğrusal karesel düzenleyici, pilotların isterleri ölçüsünde yüzde aşım yeteneği bulunmamaktadır. Bu durumdan dolayı, hava aracı kontrolü pilot isterlerini de sağlayabilmek için ileri besleme kontrol yapısı kurularak, istenilen yüzde aşım isteri sağlanmaktadır. Bu sayede hem isterler sağlanmaktadır hem de optimal yapıdan herhangi bir şekilde uzaklaşılmadan hava aracı kontrolü tamamlanmaktadır. Bütün bu çalışmalara ek olarak hava aracı kontrolü, insan faktörü ile birlikte çalıştığından dolayı her iki sistem arasında herhangi bir uyumsuzluk olmaması gerekmektedir. Bu durum için askeri havacılık standartlarında uçuş ve kullanım kriterleri olarak bilinen bant genişliği kriteri, faz hızı kriteri ve geçici tepe oranı kriterleri ile analizler gerçekleştirilmektedir. Bu analiz sonuçlarında hava aracı boylamsal eksen kontrolcüsünün, pilot kaynaklı salınımlardan uzak olduğu ve seviye 1 bölgesinde sonuç verdiği gözlenmektedir. Bu çalışma paralelinde hava aracı modelinde hava verisinin kaybı, sistem içerisinde oluşabilecek gürültü varlığında ya da sensör hatası durumunda hava aracının sağlıklı kontrol edilebilmesi için Kalman filtresi ile hava aracı modları başarılı bir şekilde gözlemlenmektedir ve %10 civarında gürültü bastırımı gerçekleştirilmektedir. Yapılan bütün çalışmalar doğrusal olmayan hava aracı modeline entegre edilerek sistemin doğrusal sistemde tasarlanan optimal kontrolcü ve gözleyici ile uyumlu ve başarılı bir şekilde çalıştığı da gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, optimal controller and observer are designed for fighter jet aircraft. Linear quadratic regulator method is used to control. However, although linear quadratic regulator provides inner loop stability, it is insufficient for reference tracking problem. For this reason, servo mechanism structure is added to the control architecture to solve the reference tracking problem. Thus, reference tracking to the aircraft can be performed. In this way, the aircraft longitudinal axis optimal controller controls both the inner loop stability and the pitch rate reference tracking. Despite all these, the designed controller cannot achieve the pilot's desired overshoot. To solve overshoot problem, feedforward controller is added to the aircraft controllerarchitecture. In addition to all these studies, there is a pilot in fighter jet aircraft. This requires that there should not be any conflict between the aircraft controller and the pilot. For this reason, the bandwidth criteria, phase delay criteria and transient peak ratio criteria known as military flight and handling quality criteria. According to these analysis results, it is observed that the aircraft longitudinal axis controller is pilot induced oscillation free and level 1. In parallel, sensor error, loss of air data, noise or disturbance may occur in the aircraft. In the solution of these problems, modes of the aircraft are observed by Kalman filter design. The designed observer can be rejected disturbance nearly 10%. All these studies are integrated to the nonlinear aircraft model and observed that it works successfully.
Benzer Tezler
- Modeling and attitude control of a quadcopter using model predictive controller
Dört rotorlu bir hava aracı modellemesi ve model öngörülü kontrolör ile yönelim kontrolü
CEMRE ESEMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN
- Zamanla değişen bir sistemin adaptif durum geribeslemelikontrolü
Adaptive state feedback control of a time-varying system
MEHMET LATİF LEVENT
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER AYDOĞDU
- Sensorless speed control of ipmsm drive using high frequency signal injection with a simplified demodulation process
Yüksek frekans sinyal enjeksiyon yöntemi ve basitleştirilmiş gerimodülasyon ile sürekli mıknatıslı senkron motorun sensörsüz kontrolü
BERK TAŞGIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH BARIŞ ÖZTÜRK
- Robust trajectory optimization of constrained re-entry flight via stochastic collocation based ensemble pseudospectral optimal control
Stokastik kolokasyona dayalı ensemble pseudospectral optimal kontrol ile kısıtlı yeniden giriş uçuşunun gürbüz yörünge eniyilemesi
AKAN SELİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Micro motion stages with flexure hinges - design and control
Esnek bağlantı elemanlı mikro hareket platformlarının tasarımı ve kontrolü
MERVE ACER
Doktora
İngilizce
2012
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASIF ŞABANOVİÇ
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR