Distributed nonlinear model predictive formation control of quadrotor type UAVs in cluttered and dynamic environments
Yoğun ve dinamik engelli ortamda dönerkanat İHA'ların dağıtık doğrusal olmayan model öngörülü formasyon kontrolü
- Tez No: 802964
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI, DOÇ. DR. EROL ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsansız hava araçları (İHA) gözetleme, denetleme ve teslimat dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda yaygın bir kullanıma sahiptir. İHA'ların önemli bir operasyonel kabiliyeti olan formasyon uçuşu, bir grup İHA'nın belirli bir görevi yerine getirirken istenen bir geometrik konfigürasyonu koruduğu düzende uçma yeteneğidir. Bu tezde, bir grup İHA için formasyon kontrolü problemini çözmek için model öngörülü kontrol (MPC) kullanılmıştır. Öncelikle, İHA'lar için formasyon kontrolüne ilişkin literatürü farklı kontrol yaklaşımlarının avantajlarını ve sınırlamalarını vurgulayarak sunulmuştur. Daha sonra, İHA'ların dinamiklerini ve kısıtlamalarını dikkate alarak çoklu İHA sistemlerinin formasyon kontrolü için MPC formülasyonunu açıklanmıştır. Ayrıca tahmin ufkunun seçimi ve kontrol girişi kısıtlamaları da dahil olmak üzere model öngörülü kontrolcünün tasarımındaki zorlukları ve ikilemleri tartışılmıştır. MPC formasyon kontrolünü çizge üretme algoritmalarıyla birleştirip, İHA'ların formasyona rastgele noktalardan başlayarak ulaşmasını sağlayan yenilikçi bir yaklaşım sunulmuştur. Bu yöntem, farklı ortamlara ve problemlere karşı daha fazla esneklik ve uyum sağlamıştır. Son olarak, önerilen formasyon kontrol yöntemini gerçek dünyadaki bir uygulamaya uygulayarak mümkünlüğünü ve kullanışlılığını gösterilmiştir. Önerilen yaklaşımın potansiyel uzantıları ve uygulamalarının yanı sıra bu alanda gelecekteki araştırma yönlerini tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Unmanned aerial vehicles (UAVs) have gained widespread use in various applications, including surveillance, inspection, and delivery. One important aspect in the operation of UAVs is the ability to fly in formation, where a group of UAVs maintains a desired geometric configuration while performing a given task. In this thesis, we use model predictive control (MPC) to address the problem of formation control for a group of UAVs. We first review the literature on formation control for UAVs, highlighting the advantages and limitations of different control approaches. We then describe the MPC formulation for formation control of multi-UAV systems, taking into account the dynamics and constraints of the UAVs. We also discuss the challenges and trade-offs in the design of the MPC controller, including the choice of the prediction horizon and the control input constraints. We present a novel approach that combines MPC formation control with graph generation algorithms to allow for the formation of UAVs to start from arbitrary points providing greater flexibility and adaptability to different scenarios. Finally, we demonstrate the proposed formation control method on a swarm of mini UAV both in simulation and on physical platforms.
Benzer Tezler
- Dört rotorlu insansız hava araçları için fizik rehberli artık geri beslemeli sinir ağı ile çok ajanlı dağıtılmış lineer olmayan model öngörülü formasyon kontrolü
Multi-agent distributed nonlinear model predictive formation control for quadrotor UAVs using a physics-guided residual feedback neural network
DENİZ MUHACİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAPRAK YALÇIN
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Forecasting solar irradiance using deep learning and big data analytics techniques in Sakarya and Damascus
Sakarya ve Şam'da derin öğrenme ve büyük veri analitiği teknikleri kullanılarak güneş ışınımının tahmini
MARYA ALHAJMOHAMMADOTHMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYDA AKSOY TIRMIKÇI
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ BALTA
- WRF bölgesel modeli, YTTS gözlemleri ve istatistiksel yöntemler kullanarak İstanbul yıldırım düzeninin incelenmesi
Using by WRF regional model, YTTS observations and statistical methods examining of the İstanbul lightning characteristics
KERİM ATİLLA KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Effect of pre-concentration technique on the extraction of volatile compounds in beef and changes in quality parameters under dynamic storage conditions
Çiğ etten uçucu bileşenlerin ekstraksiyonunda ön konsantrasyon tekniğinin etkisi ve dinamik muhafaza şartları altında kalite parametrelerinin değişimi
AYLİN MET ÖZYURT
Doktora
İngilizce
2018
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK