Dört rotorlu bir hava aracının parametrelerinin optimizasyonu ve otonom kontrolü
Optimization of parameters and autonomous control of aquadrotor aircraft
- Tez No: 868453
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAMDİ ERCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
İnsansız Hava Aracı (İHA) taşımacılığı çağı daha güvenilir kontrol sistemlerini gerektirmektedir. Çoğu İHA kontrol sistemi akıllı parametre belirleme süreçlerinin olmadığı geleneksel kontrol sistemlerine dayanmaktadır. Bu parametreler, İHA'nın faydalı yük ile rüzgârlı havada uçtuğu zaman kritik öneme sahiptir. Bu tezde, daha güvenilir ve kararlı bir uçuş için faydalı yük ve rüzgâr bozucularını bastıracak bir dört- motorlu İHA kontrolcüsü tasarlanmıştır. İlk olarak, İHA'nın doğrusal olmayan matematiksel denklemlerinin türetilmesi amacıyla Newton-Euler yaklaşımı tanıtılmış ve İHA'nın hareket prensipleri belirlenmiştir. İkinci olarak, iç ve dış döngüden oluşan genel kapalı çevrim kontrol sistemi tanıtılmıştır. Doğrusal kontrol yöntemi Oransal-Türev (PD) ve doğrusal olmayan gürbüz Kayan Kip Kontrol (SMC) yöntemi sunulmuş ve yöntemlerin mimarileri ayrıntılı olarak türetilmiştir. Daha sonra, nümerik mühendislik problemlerinin çözümünde sıklıkla kullanılan Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması sunulmuştur. Özellikle, optimizasyon sürecini bölüm 3'te sunulan kontrol sistemiyle nasıl birleştirdiğimiz gösterilmiştir. Böylece, performansları doğrulamak için önerilen PSO optimize edilmiş PD ve SMC kontrolörler elde edilmiştir. Daha sonra kontrolörlerin performanslarını doğrulamak için önceden tanımlanmış kare, düz ve dairesel yörüngeler kullanılmıştır. Son olarak, önerilen kontrolörlerimizin 1 kg ve 0,5 kg gibi farklı yük senaryolarında yörünge takibini verimli bir şekilde gerçekleştirdiği gösterilmiştir. Ayrıca, önerilen kontrolörlerin performansları üç farklı rüzgâr bozucu senaryoda gösterilmiştir: rüzgârsız, 3N rüzgâr bozucu ve zamanla değişen rüzgâr bozucu. Bölüm 5'te önerilen PSO optimize edilmiş kontrol stratejisinin yörünge izleme görevleri için daha iyi sonuçlara sahip olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The era of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) transportations requires more reliable control systems. Most UAV control system based on conventional control systems without intelligent parameterization processes. These parameters are critical if the UAV flies in windy weather with payload. In this thesis, a four-rotor UAV controller is designed to suppress payload and wind disturbances for more reliable and stable flight. First, the Newton-Euler approach is introduced to derive the nonlinear mathematical equations of the, and the principles of UAV motion are established. Secondly, overall closed loop control system consists of an inner and outer loop is introduced. The linear control method Proportional-Derivate (PD) control and the nonlinear robust Sliding Mode Control (SMC) method are presented and their architectures are derived in detail. Then, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, which is often used to solve numerical engineering problems, is presented. In particular, it is shown how we combine the optimization process with the presented control system in section 3. Thus, the proposed PSO optimized controllers is simulated to verify the performances, PD and SMC controllers are obtained. Then, predefined square, straight, and circular trajectories are used to validate the performances of the controllers. Finally, it shown that our proposed controllers perform trajectory tracking efficiently under different payload scenarios such as 1 kg and 0.5 kg. Furthermore, the performance of proposed controllers is demonstrated in three different wind disturbance scenarios: No wind, 3N wind disturbance and time- varying wind disturbance. In section 5, it is shown that the proposed PSO optimized control strategy has better results for trajectory tracking tasks.
Benzer Tezler
- 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
- Buji ile ateşlemeli bir motorda Miller çevrimi uygulaması, performans ve emisyon karakteristiklerinin incelenmesi
Application of Miller cycle in a spark ignition engine and the investigation of performance and emission characteristics
OĞUZ KÜRŞAT DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Teknik EğitimGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN ÇINAR
- Fuzûlî'nin Sıhhat u Maraz'ı ile Derviş Siyahî'nin Mecma'-ı Tıbb'ında Ahlât-ı Erbaanın İşlenişi
Discussing of Ahlat-ı Erbaa at Fuzuli's Sıhhat u Maraz an Derviş Siyahi's Mecma-ı Tıbb
ÖMER GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Deontoloji ve Tıp TarihiKırıkkale ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHİTTİN ELİAÇIK
- Girişimciliği oluşturan yapısal faktörler Kayserili girişimciler üzerine bir araştırma
A study on the structural factors that make up the adventurous entrepreneurs girişimcliği
OKTAY KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İşletmeHasan Kalyoncu Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM KIRCOVA
- Konsept Otellerde Kurgu Mekan İlişkisi
Fiction – Space Relation in Concept Hotels
BİLGEHAN TANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İç Mimari ve DekorasyonMarmara Üniversitesiİç Mimarlık Ana Sanat Dalı
PROF. DR. FATMA MELTEM ETİ PROTO