Advancing quadcopter autonomy: Comparative analysis of conventional control strategies and integration of fuzzy PID for enhanced performance
Quadcopter özerkliğini geliştirme: Geleneksel kontrol stratejilerinin karşılaştırmalı analizi ve gelişmiş performans için fuzzy PID entegrasyonu
- Tez No: 897092
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİT YAHYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Gelişim Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
İnsansız Hava Araçlarının (İHA) geliştirilmesi ve kullanımı artmaya devam ederken, kontrol ve performanslarıyla ilgili zorlukların ele alınması giderek daha önemli hale geliyor. İHA performansı tamamen kontrol sistemi davranışına bağlıdır. Bu yüksek lisans projesinde temel amaç, model bozulma ve belirsizliklere karşı olduğunda farklı kontrolörleri incelemek, önerilen üç geleneksel kontrol stratejisini karşılaştırmak ve analiz etmektir: (orantılı integral türev (PID) kontrolörü, Backstepping ve Fuzzy PID kontrolörü) ve tüm bunlar dört pervaneli İHA'ların davranışını ve kararlılığını düzenlemek ve kontrol etmek için. Bu hedeflere ulaşmak için, dinamik modelleme, kontrol sistemi tasarımı, parametre ayarı, performans değerlendirmesi, bir dört pervaneli uçağın simülasyonu ve sonuçlarının analizi için kapsamlı bir yaklaşım içeren kapsamlı bir metodoloji özetlenmiştir. Dikkatli ayarlamalar ve ince ayarlar kullanılarak, her kontrol stratejisi dört pervaneli uçak uçuşu sırasında istenen dinamik tepkiyi ve kararlılığı elde etmek için özelleştirilir. Ayrıca, bu tez, Fuzzy logic PID kontrol kombinasyon çerçevesine dahil ederek, Fuzzy PID kontrolörü olarak adlandırılan bir hibrit kontrol stratejisi oluşturmayı amaçlamaktadır. MATLAB'ı güçlü bir araç olarak kullanan quadcopter, karmaşık ortamlarda otonom olarak gezinmek üzere güçlendirilmiştir. MATLAB'da yürütülen kapsamlı simülasyon deneyleri ve değerlendirmeleri, farklı kontrol stratejilerinin performansını hassas bir şekilde karşılaştırmış ve gerçekleştirilen testlere umut verici yanıtlar göstermiştir. Sonuçlar, PID kontrolörünün sınırlarını ancak Fuzzy logic birleştirildikten sonraki etkinliğini göstermiştir. Genel olarak, bu araştırma quadcopter kontrolü ve otonomisi alanını önemli ölçüde ilerletmekte, uçuş kararlılığını optimize etmek ve güvenli.
Özet (Çeviri)
The development and utilization of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) continue to grow, it becomes increasingly important to address the challenges related to their control and performance. UAVS performance is completely dependent on their control system be- havior. In this master's project the main objective lies to study those different controllers when the model is against disturbance and uncertainties, comparing and analyzing the proposed three conventional control strategies: (a proportional integral derivative (PID) controller, a Backstepping controller and a fuzzy pid controller ) and all that to regulate and control the behavior and stability of quadcopter UAVs. To achieve these objec- tives, a comprehensive methodology is outlined encompassing comprehensive approach for dynamic modeling, control system design,Parameter Tuning,performance evaluation, simulation of a quadcopter with analysing it's results. Utilizing careful adjustments and fine-tuning, each control strategy is customized to attain the desired dynamic response and stability during quadcopter flight. Furthermore, this thesis seeks to explore the fuzzy logic into the PID control combination framework to create a hybrid control strategy, termed the Fuzzy PID controller. Leveraging MATLAB as a powerful tool, the quadcopter is empowered to autonomously navigate complex en- vironments.Extensive simulation experiments and evaluations, conducted in MATLAB, precisely compare the performance of the different control strategies and it showed promis- ing responses to the tests carried out. The results indicated the limits of the PID controller but it's effectiveness after combining it with fuzzy logic. Overall, this research significantly advances the field of quadcopter control and autonomy, presenting valuable insights and solutions for optimizing flight stability and enabling secure
Benzer Tezler
- Fractional-order derivative based adaptive methods for control and optimization
Kontrol ve optimizasyon için kesir mertebeli türev tabanlı adaptif yöntemler
MERT CAN KURUCU
Doktora
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
PROF. DR. İBRAHİM EKSİN
- Advancing computational methods for calibration of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT): Application for modeling climate change impacts on water resources in the Upper Neuse Watershed of North Carolina
Toprak ve Su Değerlendirme Aracının (SWAT) kalibrasyonu için hesaplama yöntemlerinin geliştirilmesi: Kuzey Karolina'nın Yukarı Neuse Havzası'nda iklim değişikliğinin su kaynakları üzerindeki etkilerinin modellenmesi için uygulama
MEHMET BÜLENT ERCAN
Doktora
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiUniversity of South Carolineİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JONATHAN L. GOODALL
- Güç merkezi izolatörlerinde yüzey kaçak akımları için bir görüntü ve uyarı cihazının tasarımı
Advancing of monitoring and alarm device for surface leakage currents an outdoor power plant insulators
AHMET ŞENPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CEBECİ
- Low-power PIC-based sensor node device design and theoretical analysis of energy consumption in wireless sensor networks
Kablosuz sensör ağları için PIC tabanlı ve düşük güç tüketimli sensör düğümü tasarımları ve enerji tüketimlerinin teoriksel analizi
BATUR ALP AKGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHasan Kalyoncu ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET FATİH HASOĞLU
- Performance of electrical power flow solvers: Case studies
Elektriksel güç akışı çözücü performansları: Vaka çalışmaları
ÖZGÜN ADA CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilimsel Hesaplama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMÜR UĞUR