Multı-rotor insansız hava araçları için aktif gürültü sönümleme geliştirilmesi
Development of active noise damping for multi-rotor unmanned aerial vehicles
- Tez No: 903401
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAMİT TEKİN, DR. ÖĞR. ÜYESİ MASOUD LATIFINAVID
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Adaptif filtre, pasif gürültü kontrolü, aktfi dron gürültü kontrolü, Adaptive filter, passive noise cancellation, and active dron noise cancellation
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnsansız ve Otonom Sistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Günümüzde hızla gelişen teknoloji, insansız hava araçlarının (İHA) birçok alanda etkin bir şekilde kullanılmasına olanak tanımaktadır. Özellikle savunma sanayisinde önemli bir yer tutan dronlar, düşman bölgelerinde çeşitli görevleri icra ederken hayalet modunda faaliyet göstermeleri gerekmektedir. Bu gereklilik, dronların tespit edilmeden operasyon yapabilme yeteneklerini ifade eder. Ancak, bu durumu zorlaştıran temel faktörlerden biri, motor ve pervane ikilisinin oluşturduğu gürültüdür. Gürültü kontrolü, gürültü kaynaklarından yayılan istenmeyen sesleri azaltma veya tamamen ortadan kaldırma yöntemlerini içeren çok önemli bir araştırma alanıdır. Bu alanda yapılan çalışmalar, özellikle aktif gürültü kontrolü tekniklerinin kullanımını ön plana çıkarmaktadır. Aktif gürültü kontrolü, algılanan ses dalgalarına tepki olarak tam tersi fazdaki sinyalin üretilmesi ile gürültünün etkisiz hale getirilmesini amaçlayan bir tekniktir. Bu yöntem, özellikle motor ve pervane gürültüsünün azaltılması açısından büyük bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada, boru test düzeneğinde ve tek pervaneli test düzeneğinde aktif gürültü kontrolü (AGK) sistemlerinin gürültü azaltma performansı incelenmiştir. Boru test düzeneğinde yapılan AGK simülasyon grafiğinde, amplitüd değeri 0,77'den 0,52'ye inerek gürültüde %32 oranında bir azalma sağlanmıştır. 73,6 dB olarak ölçülen giriş gürültüsü AGK sonrası 70,18 dB'ye düşmüştür. Tek pervaneli test düzeneği için yapılan AGK simülasyon grafiğinde ise, amplitüd değeri 0,35'den 0,273'e inerek gürültüde %22 oranında bir azalma sağlanmıştır. 101,2 dB olarak ölçülen giriş gürültüsü AGK sonrası 99,06 dB'ye düşmüştür. Bu tez çalışması, insansız hava araçlarındaki gürültü kontrolüne odaklanacak ve aktif gürültü kontrolü tekniklerinin uygulanabilirliğini kapsamlı bir şekilde inceleyecektir. Çalışma, öncelikle bu tekniklerin teorik temelini ve modellemesini ele alacak, ardından gerçek zamanlı prototipleme aşamalarını detaylandıracaktır. Amacımız, İHA'ların operasyonel etkinliğini artırmak ve düşman bölgelerinde daha başarılı görevler gerçekleştirmelerini sağlamaktır. Tez kapsamında yapılacak çalışmalar, aktif gürültü kontrol sistemlerinin tasarımı, simülasyonu ve prototip geliştirme süreçlerini içerecektir. Ayrıca, bu sistemlerin performans değerlendirmeleri ve gerçek dünya uygulamaları da analiz edilecektir. Elde edilen sonuçlar, sadece savunma alanında değil, aynı zamanda sivil havacılık ve diğer ticari uygulamalarda da önemli katkılar sağlayacaktır. Sonuç olarak, bu tez çalışması, insansız hava araçlarının operasyonel kabiliyetlerini artırmak için yenilikçi gürültü kontrol yöntemlerini araştıracak ve bu yöntemlerin pratikte nasıl uygulanabileceğine dair değerli bilgiler sunacaktır. Tezde elde edilecek bulguların, İHA'ların daha sessiz ve etkin bir şekilde kullanılmasına katkı sağlaması planlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
The issue of noise pollution has become more pressing due to the increasing use of drones in a variety of businesses, making the creation of effective noise control strategies necessary. This study offers a thorough examination of both passive and active drone noise reduction techniques, stressing the advantages of each alone as well as the enhanced efficacy that results from combining them. Through the application of advanced noise control technologies and aerodynamic design improvements, we have developed a comprehensive method that effectively reduces drone noise in various environments. To verify the efficacy of passive noise reduction techniques, the study comprised experimental studies that took advantage of a conventional duct system. Simultaneously, the efficacy of Active Noise Control (ANC) solutions utilizing the Least Mean Squares (LMS) algorithm was assessed through MATLAB simulations. The simulations demonstrated the LMS algorithm's exceptional real-time noise cancellation abilities as well as its ability to adjust to different types of noise. These studies have demonstrated that the combination of passive and active techniques not only lowers noise levels more effectively than applying each technique alone, but also, by striking a balance between effectiveness and environmental impact, encourages the development of drone designs that are environmentally friendly. In this thesis, the noise reduction performance of active noise control (ANC) systems was comprehensively evaluated using pipe test rig and single-propeller test rig setups. In the ANC simulation conducted with the pipe test rig, the amplitude value decreased from 0.77 to 0.52, resulting in a 32% reduction in noise. In this measurement, the input noise level was recorded as 73.6 dB, and after the application of ANC, this value decreased to 70.18 dB. In the ANC simulation conducted with the single-propeller test rig, the amplitude value decreased from 0.35 to 0.273, resulting in a 22% reduction in noise. In this setup, the input noise level was measured as 101.2 dB, and after the application of ANC, it decreased to 99.06 dB. The next research in this area would be the advancement of computational methods for ANC, the invention of new materials for effective noise cancellation, and the incorporation of noise reduction techniques in the beginning stages of drone design. It is this strategy that allows drone technology to be introduced into the civil sphere and allows technology to be used in situations other than those it is being used for now.
Benzer Tezler
- Design and control of a winch driven grasping mechanism for a quadrotor unmanned aerial vehicle
Dört rotorlu insansız hava aracı için makaralı yük alma-bırakma mekanizması tasarımı ve kontrolü
MEHMET OKAN GÜNEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Döner kanatlı bir hava aracı için farklı rotalarda rüzgar etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of wind effect on different routes for a rotary wing aircraft
HAMDİ ULUCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Sivil HavacılıkErciyes ÜniversitesiSivil Havacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAMDİ ERCAN
- Çok rotorlu insansız hava araçlarında rota takibi için uyarlamalı denetleyici performansının incelenmesi
Investigation of adaptable controller performance for route tracking in multi-rotor unmanned air vehicles
AYŞEGÜL SUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIFAT HACIOĞLU
- Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması
Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles
ÖMER ÇETİN
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu KomutanlığıBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ
- Altı rotorlu bir helikopterde (Hexacopter) denge ve yükseklik kontrolü için yeni bir kontrol algoritması
A new control algorithm for balance and altitude control of a six-rotor helicopter (Hexacopter)
TARIK VELİ MUMCU
Doktora
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAYHAN GÜLEZ