Modelling and control of vertical landing rockets
Dikey inişlİ roketlerin modellenmesi ve kontrolü
- Tez No: 847176
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET HANİFİ DOĞRU, DR. ÖĞR. ÜYESİ EDİP ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: PID denetleme, PID control
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, SpaceX ve Blue Origin tarafından gerçekleştirilen dikey iniş denemeleri ile başlatılan, maliyet-etkin roket teknolojisinin geliştirilmesine odaklanan bir araştırmayı ele almaktadır. Çalışma, bir roketin uçuş ve dikey inişini simüle etmek amacıyla bir denetleyici tasarlayarak roketin dinamik modelini oluşturmayı amaçlamaktadır. Roketin hareket denklemlerinin dinamik modeli türetilirken, hareketli motorlar, soğuk gaz jetleri, ızgara yüzgeçler ve geleneksel yüzgeçler gibi çeşitli kontrol sistemlerinin matematiksel modelleri, Simulink (MATLAB tabanlı grafik modelleme ortamı) kullanılarak detaylı bir şekilde gerçekleştirilecektir. Çalışmanın merkezinde, PID (Oransal-Entegral-Türevsel) denetleyici, LQR (Lineer Karesel Regülatör), MPC (Model Tahminli Kontrol) denetleyici ve RL (Pekiştirmeli Öğrenme) algoritmalarının roket kontrolü üzerine kapsamlı karşılaştırmalar bulunmaktadır. PID denetleyicisinin basit yapısı, LQR tasarımındaki optimizasyon prensipleri ve MPC denetleyicisinin karmaşıklığı üzerine odaklanılarak, bu denetleyici stratejilerinin roketin başarılı bir şekilde kontrol edilmesindeki etkinlikleri ve sınırlamaları incelenmektedir. Bu tez, maliyet-etkin roket teknolojisinin geliştirilmesine yönelik kritik bir adım olarak öne çıkmaktadır. Elde edilen sonuçlar, roket kontrol sistemlerinin gelecekteki tasarımları için önemli bir temel oluşturarak, bu alandaki ilerlemeleri şekillendirebilecek potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
This thesis focuses on a research initiative initiated by SpaceX and Blue Origin, aiming to develop cost-effective rocket technology through vertical landing experiments. The study aims to design a controller to simulate the flight and vertical landing of a rocket, thereby creating a dynamic model for the rocket. In the process of deriving the dynamic model of the rocket's motion equations, various control systems such as gimballed engines, cold gas thrusters, grid fins, and traditional fins will be mathematically modeled using Simulink, a MATLAB-based graphical modeling environment. At the core of the study are comprehensive comparisons of PID (Proportional-Integral-Derivative) controllers, LQR (Linear Quadratic Regulator) controllers, MPC (Model Predictive Control) controllers, and RL (Reinforcement Learning) algorithms in the context of rocket control. The study delves into the simplicity of the PID controller, the optimization principles in LQR design, and the complexity of the MPC controller, focusing on their effectiveness and limitations in successfully controlling the rocket. This thesis stands out as a critical step toward the development of cost-effective rocket technology. The obtained results provide a crucial foundation for future designs of rocket control systems, holding the potential to shape advancements in this field.
Benzer Tezler
- Adaptive Lyapunov redesign of model predictive powered descent guidance
Model öngörülü dikey iniş güdümünün uyarlamalı Lyapunov-tabanlı tekrar tasarımı
OĞUZ HAN ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ EMRE TURGUT
- Modelling, control and implementation of an unmanned vertical take-off and landing aircraft
Dikey iniş kalkış yapabilen bir insansız hava aracının modellenmesi, kontrolü ve gerçeklenmesi
FARABİ AHMED TARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Burun iniş takımı sisteminde shimmy davranışının modellenmesi, analizi, testi ve kontrolü
Modelling, analysis, test, and control of the shimmy behavior in nose landing gear system
SENA KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Dört rotorlu bir hava aracının modellenmesi, simülasyonu ve PD kontrolcü kullanılarak yükseklik ve konum kontrolü
Modelling and simulation of a quadrotor and altitude and position control using PD controller
ENVER ELİTOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA TOSUN
- Quadrotorun modellenmesi ve hiperbolik tanjant adaptif lqr+pıd kontrolü
Modelling and hyperbolic tangent adaptive lqr+pid control of a quadrotor
HAYRETTİN YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT İKİZOĞLU