Fault tolerant control of unmanned aerial vehicles using nonlinear model predictive control
İnsansız hava araçları için doğrusal olmayan model öngörülü kontrolcü kullanarak hata toleranslı kontrolü
- Tez No: 868211
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR KUTLUAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Bu tez kapsamında, uçuş operasyonu sırasında oluşabilecek arıza senaryolarında uçağın emniyetli bir şekilde uçuşunu sağlamak için hata tolere edici kontrolcü tasarlanmıştır. Altı serbestlik dereceli bir uçak modeli geliştirilmiştir. Farklı arıza türlerinin üstesinden gelmek için, 6-DoF uçak modeline doğrusal olmayan model tahmin kontrolü (NMPC) uygulanmıştır. Tez özellikle İHA model performansının üç farklı arıza senaryosu altında modellenmesine ve simüle edilmesine odaklanmaktadır: kanatçık sıkışması, dümen sıkışması ve irtifa dümeni etkinliğinde azalma. Simülasyon sırasında arızayı tespit etmek için modele istatistiksel veriler ve karar verme kuralı algoritmaları uygulanmıştır. NMPC boylamsal hareket ve yanal yönel hareket için ayrı ayrı tasarlanmıştır. Kapsamlı simülasyonlar, arıza senaryoları altında NMPC davranışını incelenmiştir. Tezin sonuçları, önerilen yaklaşımın çeşitli arıza durumlarını ele alma konusundaki güvenilirliğini ve sağlamlığını ortaya koyarak insansız hava aracı kontrol sistemlerinin ilerlemesine katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, a fault tolerant controller is designed to achieve a safe flight of the aircraft under the failure scenarios which might occur during a flight operation. A six degree of freedom aircraft model have been developed. To overcome the different types of failures, nonlinear model predictive control (NMPC) is implemented in the 6-DoF aircraft model. In particular, the thesis focuses on modeling and simulating the UAV model performance under three distinct failure scenarios: aileron jamming, rudder jamming, and a decrease in elevator effectiveness. Statistical data and decision-making rule algorithms are applied to the model to detect failure during the simulation. NMPC is designed separately for longitudinal motion and lateral-directional motion. Extensive simulations have examined the NMPC behavior under the fault scenarios. The outcomes of the thesis exhibit the reliability and robustness of the proposed approach in handling various fault situations, contributing to the progress of unmanned aerial vehicle control systems.
Benzer Tezler
- Fault tolerant control of a quadrotor helicopter
Dört pervaneli helikopterin hata toleranslı kontrolü
YARKIN HOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Çift sistem dikey kalkış ve iniş iha'larda kontrol yüzeyi arıza yönetimi
Control surface failure management in dual-system vtol uavs
BİLAL BADUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- Fault detection and isolation, reconfiguration and fault tolerant control of multi agent systems
Çoklu ajan sistemlerde hata tespiti, ayıklama, yeniden yapılandırma ve hataya dayanıklı kontrol
ÖMER GÜRSOY
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEREF NACİ ENGİN
- Quadrotor actuator fault detection and isolation. a model-based approach
Döner kanat aktüatör arıza tespiti ve izolasyonu. model tabanlı bir yaklaşım
MUHAMMED ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Sensor fault tolerant control of a quadrotor uav
Dört rotorlu insansız bir hava aracının sensör arızalarına toleranslı kontrolü
MEHMET GÖKBERK PATAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN