Yanal motorlar ile döner kanat hava aracının duruş ve pozisyon kontrolünün bağımsızlaştırılması
Decoupling attitude and position control of rotary wing aerial aircraft with lateral motors
- Tez No: 884172
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURETTİN GÖKHAN ADAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Bu çalışmada döner kanat bir hava aracı ile çalışacak farklı dinamik sitemlerin yüksek seviye kontrolünü kolaylaştırabilmek için yeni bir döner kanat modeli yaklaşımı ele alınmıştır. Dört adet standart rotorlu döner kanat araçların tasarımına ek olarak yanal dört adet motor daha eklenmiş ve yeni sistem için kontrolcü tasarımları yapılmıştır. Bu yaklaşım ile yatış dikilme ve yönelme eksenlerinde herhangi bir duruş değişikliği yapmadan öteleme yapmak veya pozisyon kontrolü sağlayabilmek mümkün hale getirilmiştir. Bunun yanı sıra yeni yaklaşımla birlikte döner kanat aracın duruş açısı kontrolü pozisyon değişikliği olmadan yapılabilmiştir. Aracın pozisyon ve duruş açısı birbirinden ayrı kontrol edebilmek hareketli platformlardan kalkış ve iniş yapan veya bir robot manipülatörle birlikte görev icra eden döner kanat araçlar gibi çoklu dinamik sistemlerin hem tasarımında hem de kontrolcü algoritmalarında büyük bir özgürlük sağlamaktadır. Aracın duruş açıları ve irtifa kontrolcüleri için standart dört rotorlu yaklaşımdakine benzer olarak PID kontrolcüler tercih edilmiştir. Aracın pozisyon kontrolü sağlamak için kullanılacak yanal dört rotor çift yönlü kuvvet oluşturabilecek şekilde kullanılabildiği için yeni tasarlanan pozisyon kontrolcüleri optimal tasarlanmıştır. Bu durum farklı hatalara karşılık kontrolcü davranışının benzer karakteristikte olmasını sağlamaktadır. Bu kontrolcü karakteristiği karmaşık dinamik sistemlerde kestirim algoritmalarını beslemek ve tahmin doğruluğunu arttırmak için kullanılabilir. Ayrıca yönelim hareketi için yanal dört motorun itki kuvvetlerinin kütle merkezi etrafında doğrudan oluşturacağı tork kullanılarak ağır sistemlerde daha agresif yönelim kontrolü sağlanabilecektir.
Özet (Çeviri)
In this study, a novel rotary-wing model approach has been addressed to facilitate the high-level control of various dynamic systems operating with a rotary-wing aerial vehicle. In addition to the design of conventional four-rotor rotary-wing vehicles, four additional lateral motors have been integrated, and controller designs for the new system have been developed. With this approach, it becomes possible to achieve translational movements or position control without any attitude changes in the roll, pitch, and yaw axes. Furthermore, the rotary-wing vehicle gains the capability to maintain a desired attitude without any position changes. This ability to separately control the vehicle's position and attitude provides significant flexibility in the design and controller algorithms of multi-dynamic systems, such as rotary-wing vehicles taking off and landing from moving platforms or performing tasks alongside a robotic manipulator. Standard PID controllers, as in conventional approaches, have been preferred for the vehicle's attitude and altitude controllers. Since the four lateral rotors used for position control can generate bidirectional thrust, the newly designed position controllers have been optimally designed. This ensures that the controller behavior exhibits similar characteristics in response to different errors. This controller characteristic can be utilized to feed estimation algorithms and improve prediction accuracy in complex dynamic systems. Additionally, by using the torque directly generated by the thrust forces of the four lateral motors around the center of mass, more aggressive orientation control can be achieved for heavy systems.
Benzer Tezler
- Mars helikopterinin matematiksel modellenmesi, simülasyonu ve kontrolcü performans karşılaştırması
Mathematical modeling, simulation and controller performance comparison of mars helicopter
FURKAN SEYREKBASAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU
- Experimental and numerical investigation of flapping airfoils interacting in various arrangements
Çırpan kanat profillerinin çeşitli yerleşimler için etkileşimlerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
SALİHA BANU YILMAZ
Doktora
İngilizce
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FEVZİ ÜNAL
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Tek silindirli bir dizel motorun tork oluşum modeli ve kontrolü
A model of torque generation process and control of single cylinder diesel engi̇ne
SEMİH ARAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Gaz türbin kanatçıklarındaki kısmi düzensizliğin cevap yüzeyi yöntemiyle istatistiksel analizi
Statistical analysis of partial mistuning approach of gas turbine engine bladed disk by using response surface method
ABDUS SAMET KIZILASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ GÜÇLÜ
- Dizel motorların modellenmesi,modele dayalı hava yolu ve emisyon kontrolörü geliştirilmesi / uygulanması
Modeling of diesel engines, development and application of model based airpath and emission controllers
BÜLENT ÜNVER
Doktora
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
PROF. DR. SETA BOGOSYAN