İki serbestlik dereceli helikopter sistemi için kontrol sistemi tasarımı ve analizi
Control system design and analysis for a two degrees of freedom helicopter system
- Tez No: 856468
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUMİN TOLGA EMİRLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Bu tezde, iki serbestlik dereceli helikopter sistemi için kontrol sistemi tasarımı ve analizi için matematiksel model oluşturularak sistemin istenen performans kriterlerine uygun şekilde çalışmasını sağlamak amacıyla farklı kontrol sistemleri tasarlanmıştır. Sistemde kullanılan sensörlerden elde edilen geri bildirimler, kontrol algoritması tarafından işlenmiş ve motor hızı, yönü veya diğer parametreleri etkin bir şekilde kontrol etmek için gerekli komutlar üretilmiştir. Rotorlu test sisteminin yunuslama (pitch) ve yalpalama (yaw) açılarının kontrolü için PID (Oransal-İntegral-Türev), kaskat ve bulanık mantık (Fuzzy Logic) kontrol sistemleri tasarlanmış ve karşılaştırılmıştır. Bu kontrol sistemi, yunuslama ve yalpalama açısı kontrolörleri için kullanılan iki alt sisteme ayrılmıştır. Bulanık mantık kontrolü, belirsizlikleri dikkate alarak kontrol yapmayı sağlayan bir akıllı kontrol yöntemidir rotorlu test sisteminin bulanık mantık kontrol yöntemi ile kontrol edilmesi için bulanık kümelerin tanımlanması, kural tabanının oluşturulması ve çıkarım mekanizmasının tasarımı yapılmıştır. Her alt sistem bir Mamdani bulanık mantık kontrolcüsü içermektedir. Bulanık mantık kontrol sisteminin girişleri; konum hatası ve hatanın değişimidir. Buna ek olarak hesaplanan hataların integrali alınarak ortalama karekök hatasının (RMSE) en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Tüm kontrolörlerin performansının değerlendirebilmesi için blok diyagramlar ve benzetimler MATLAB/Simulink ortamında oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlar, bulanık mantık kontrol sisteminin basamak giriş takibini sağladığını göstermektedir. Ek olarak, yapılan benzetimlerle, bulanık mantık kontrol yaklaşımının sistemin kararlılığını sağlarken, başarılı yörünge takibinin de etkili olduğu sonucunu doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
In this paper, we have designed various control systems design and analysis for a two degrees of freedom helicopter system to ensure that the system operates in accordance with the desired performance criteria by creating a mathematical model for the control of the system. Feedback obtained from the sensors used in the system has been processed by the control algorithm, and commands necessary to effectively control motor speed, direction, or other parameters have been generated. Rotor test system have been designed and compared for the control of pitch and yaw angles using PID (Proportional-Integral-Derivative), cascade, and fuzzy logic control systems. The control system is divided into two subsystems used for pitch and yaw angle controllers. Fuzzy logic control is an intelligent control method that enables control to be performed by taking uncertainties into account. A fuzzy logic control method was used to control a two-degree-of-freedom helicopter system. This involved defining fuzzy sets, creating a rule base, and designing an inference mechanism. Each subsystem contains a Mamdani fuzzy logic controller. The inputs to the fuzzy logic control system are position error and error change. In addition, the integral of the calculated errors is taken to minimize the root mean square error (RMSE). Block diagrams and simulations were created in MATLAB/Simulink to evaluate the performance of all controllers. The results show that the fuzzy logic control system provides step input tracking. Additionally, simulations confirm that the fuzzy logic control approach ensures system stability while also being effective in successful trajectory tracking.
Benzer Tezler
- Design, modelling and control of a nano quadrotor withmicrocontroller based vision system for object tracking
Nesne takibi için bir nano dört rotorlu helikopterin tasarımı, modellenmesi ve mikrodenetleyici tabanlı görüntü sistemi ile kontrolü
MUSTAFA ENES KIRMACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
PROF. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- 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
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Flight simulation and control of a helicopter
Helikopter uçuş simulasyonu ve kontrolü
GÜLSÜM HİLAL ERÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. İLKAY YAVRUCUK
PROF. DR. OZAN TEKİNALP
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Sabit platform tasarım ve üretimi
Stabilized platform desing and manufacturing
DÜZGÜN MURAT YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALIŞVERİŞÇİ