Modelling and control of helicopter parallel actuators
Helikopter paralel eyleyicilerinin modellenmesi ve kontrolü
- Tez No: 972865
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET İŞCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde helikopterler dikey iniş ve kalkış yapabilme, havada asılı kalabilme, zor erişilen alanlara ulaşabilme yeteneklerinin avantajları sayesinde deniz aşırı uçuşlar, askeri kullanım, hava ambulansı, yangınla mücadele, arama-kurtarma, taşımacılık, tarım ve turizm gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Kötü hava koşullarındaki yol göstericiliği, pilot yükünü azaltma ve kararlılık arttırma ihtiyaçlarından dolayı helikopter platformlarında otopilot sistemi hayati rol oynamaktadırlar. Otopilot sistemi entegre edilmemiş helikopter sistemlerinde pilot iş yükü oldukça fazla ve operasyonel sınırlar oldukça sınırlıdır. Otopilot sisteminin fonksiyonları dört temel kısımdan oluşur: Temel fonksiyonlar, kararlılık arttırma sistemi ve pozisyon tutma; uçuş yönlendirme fonksiyonları, hava hızı tutma, irtifa tutma, baş açısı tutma fonksiyonları; arama kurtarma fonksiyonları hedef işaretleme, tırmanma, asılı kalma fonksiyonları ve son olarak seyrüsefer fonksiyonlarıyla, yaklaşma ve yavaşlama fonksiyonlarıdır. Otopilot sistemi, tüm bu fonksiyonları gerçekleştirirken sadece kararlılık arttırma sisteminde seri eyleyicileri kullanır, diğer tüm fonksiyonlarda paralel eyleyicileri kullanmaktadır. Otopilot sisteminin bir parçası olan paralel eyleyiciler helikopter üzerinde pilot kadar etkiye sahipken güvenlik olması açısından hızları sınırlıdır. Bunlardan dolayı, paralel eyleyicilerin otopilot bilgisayarları tarafından kontrol edilmesi helikopter sistemleri için önem oluşturmaktadır. Bu çalışmada, paralel eyleyicilerin ve basit bir helikopterin davranış modeli ve makine öğrenmesi ile daha yenilikçi bir yaklaşımla kontrolcü yapısını sunduk. Tezin içeriği söyle sıralanabilir: İlk bölümde helikopterler, helikopter otopilot sistemi ve paralel eyleyiciler açıklanmıştır. İkinci bölümde paralel eyleyicilerin matematiksel olarak modellenmesi ve farklı kontrolcüleri tartışılmıştır. Üçüncü bölümde helikopter matematiksel modeli ve kontrolünden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde, kullanılan kontrolcülerin helikopter ve paralel eyleyicilerin gerçek zamanlı ve simulasyon sonuçları sunulmuştur. 5. bölümde, helikopter ve paralel eyleyici modellerinin tüm test sonuçlarına sonuç kısmında yer verilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, the helicopters are used in various field such as offshore flights, military operations, helicopter emergency medical services (HEMS), firefighting, search and rescue, transportation, agriculture and tourism, thanks to their capabilities such as take-off vertically, hovering, access to hard-to-reach areas. Autopilot systems play a vital role due to necessity of guide in inadvertent Instrument Meteorological Conditions (IMC), reducing pilot workload and increasing stability augmentation. Functions of autopilot system consist of four subfunction: Basic functions are stability augmentation system (SAS) and attitude hold (ATT) ; flight director functions are airspeed hold (IAS), altitude hold (ALT), heading hold (HDG); search and rescue functions are mark on target (MOT), climb and hover (HOV), and finally navigation functions are approach and deceleration. While the autopilot system uses series actuators only for the SAS function, it uses parallel actuators for all other functions. While the parallel actuators, which are part of the autopilot system, have as much effect on the helicopter as the pilot, their speed is limited for safety. Due to this reason, the control of parallel actuator by the flight control computer is important for helicopters. In this thesis, we presented an emerging approach to controller structure with parallel actuator and helicopter mathematical model and machine learning. The content of the thesis is as follows: In the first chapter, helicopters, helicopter autopilot system and parallel actuator are described. Modelling and control of parallel actuators are discussed in Chapter 2. In the Chapter 3, mathematical model of the helicopter model and control structure is stated. We presented used controller simulation and real time results in Chapter 4. In the chapter 5, all test results of helicopter and parallel actuator models are quoted in the conclusion.
Benzer Tezler
- Turaç insansız hava aracının aerodinamik tasarım, modelleme ve analizi
The aerodynamic desing, modelling and analysis of turac unmanned air vehicle
ASLIHAN VURUŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- Quadrotor VTOL aracının modellenmesi ve kontrolü
Modeling and control of a quadrotor VTOL vehicle
BORA ERGİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Numerical modeling and investigation of rotary wing aerodynamics using free vortex wake methods
Döner kanat aerodinamiğinin serbest girdap iz bölgesi yöntemleri ile sayısal modellenmesi ve incelenmesi
İLDENİZ ÖZTÜRK ERGİN
Doktora
İngilizce
2026
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLAY SEZER UZOL
- Comprehensive investigation of rotor stall onset for future helicopters
Rotor tutunma kaybı başlangıcının yeni nesil helikopterler için kapsamlı incelenmesi
ENES UÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGE ÖZDEMİR
- Güney Ege ve Batı Akdeniz bölgelerinde meydana gelen orman yangınlarının hava kalitesiyle olan ilişkisinin araştırılması
Investigation of the relationship between forest fires and air quality in the Southern Aegean and Western Mediterranean regions
CANSU AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH TUNCAY ÖZDEMİR