A novel approach to the rendezvous problem for aerial refueling of multi-UAV systems
Çoklu İHA sistemlerinin havada yakıt ikmali için buluşma problemine yeni bir yaklaşım
- Tez No: 967822
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
İnsansız hava aracı (İHA) teknolojisindeki gelişmeler, bu araçların hem endüstride hem de akademide yaygın şekilde kullanılmasına yol açmıştır. Son yıllarda çoklu ajan sistemlerine artan ilgi, İHA'ları daha da ön plana çıkarmıştır. Birden fazla İHA, tek bir aracın kapasitesini aşan görevleri yerine getirebilir veya ortak görevleri daha verimli ve etkili bir şekilde gerçekleştirebilir. Hem sivil hem de askeri havacılıkta stratejik ve uzun süredir uygulanan bir prosedür olan havadan yakıt ikmali, hava araçlarının menzilini ve operasyonel yeteneklerini önemli ölçüde artırmaktadır. Son dönemde yapılan araştırmalar, bu sürecin hem insanlı hem de insansız hava araçları için otomatikleştirilmesini incelemektedir; ancak mevcut çalışmalar çoğunlukla tek araç senaryolarına odaklanmaktadır. Arama kurtarma, arazi haritalama ve afet yardım gibi uygulamalarda İHA sürülerinin giderek daha fazla kullanılması, çoklu İHA'lar için otonom havadan yakıt ikmalini mantıklı ve gerekli bir sonraki adım hâline getirmektedir. Bu tez, bir tanker uçağa yaklaşan birden fazla İHA'nın buluşma problemini ele almaktadır. Referans yörüngeleri, sanal yay-sönümleyici ve yüklü parçacık modelleri kullanılarak oluşturulmuştur. Her bir araç için yol noktası takip eden denetleyicilerden oluşan dağıtık bir kontrol mimarisi tasarlanmıştır. 2B kavramsal senaryolarda, holonomik olmayan insansız kara araçları (İKA'lar) kullanılmış ve bu araçların hareket kontrolü, sanal girdiler kullanan kademeli denetleyiciler aracılığıyla sağlanmıştır. Ayrıca, özgün bir çarpışma önleme algoritması ve iki aşamalı bir kenetlenme prosedürü önerilmiştir. Önerilen çerçevenin geçerliliğini test etmek amacıyla hem 2B hem de 3B ortamlarda çeşitli koordineli görev senaryoları simüle edilmiştir. Bu senaryolar, 2B ortamda çalışan İKA gruplarını ve 3B ortamda üç İHA'dan oluşan bir takımı içermektedir. Elde edilen sonuçlar, koordinasyon stratejisinin etkinliğini doğrulamış ve çeşitli senaryolarda sağlam ve tatmin edici bir performans sergilediğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Advancements in unmanned aerial vehicle (UAV) technology have led to their widespread adoption in both industry and academia. In recent years, the increasing focus on multi-agent systems has brought UAVs further into the spotlight. Multiple UAVs can perform tasks that are beyond the capabilities of a single vehicle or execute shared missions with enhanced efficiency and effectiveness. Aerial refueling, a strategic and long-established procedure in both civil and military aviation, significantly extends the range and operational capabilities of aerial vehicles. Recent research has explored automating this process for both manned and unmanned aircraft; however, current efforts primarily address single-vehicle scenarios. Given the growing use of UAV swarms in applications such as search and rescue, terrain map ping, and disaster relief, autonomous aerial refueling for multiple UAVs represents a logical and necessary next step. This thesis addresses the rendezvous problem for multiple UAVs approaching a tanker aircraft. Reference trajectories are generated using virtual spring-damper and charged particle models. A distributed control architecture is designed, employing waypoint-following controllers for individual vehicles. In 2D proof-of-concept scenarios, non-holonomic UGVs are utilized, and their motion control is achieved via cascaded controllers which utilize virtual inputs. Additionally, a novel collision avoidance algorithm and a two-phase docking procedure are proposed. To validate the proposed framework, a series of coordinated task scenarios involving groups of UGVs and UAVs are simulated in both 2D and 3D environments. The results confirm the effectiveness of the coordination strategy and formation control, demonstrating robust and satisfactory performance across a variety of scenarios.
Benzer Tezler
- Towards more reliable medium access control with data-driven spectrum allocation
Veri tabanlı spektrum tahsisi ile daha güvenilir ortam erişim kontrolüne doğru
UMURALP KAYTAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNEM ÇÖLERİ ERGEN
- Autonomous spacecraft rendezvous and docking on safe trajectories
Uzay aracının güvenli yörüngelerde otonom olarak yaklaşarak kenetlenmesi
ALİ TEVFİK BÜYÜKKOÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN TEKİNALP
- Karadeniz Bölgesinde yetişen çeşitli bitkilerde bazı anyonların kapiler elektroforez ile tayini
Determination of some anions in various plants growing in the Black Sea region by capillary electrophoresis
ZEBRON NCHIMUNYA TEMBO
- A novel approach to the solution of diffraction problem for the strip
Şeritten saçılma probleminin çözümüne yeni bir yaklaşım
ZEYNEP BAZ
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT İKİZ
- A novel approach to targeted therapy for prostate cancer: Combination of BCL-2 and akt inhibitors
Prostat kanseri için hedefleme tedavisinde yeni bir yaklaşım olarak: BCL-2 ve akt inhibitörlerinin kombinasyonu
EZGİ AVŞAR APDİK
Doktora
İngilizce
2017
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABİRE FERDA KALEAĞASIOĞLU
