LMI tabanlı hibrit H2/H-sonsuz kontrolörü ile füze güdüm kontrolü
Missile guidance control with LMI-based hybrid H2/H-infinity controller
- Tez No: 976735
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERAL BAYRAKTAR, DOÇ. DR. HAKAN YAZICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güdümlü füzeler, Guided missiles
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde güdümlü füze sistemleri, modern savunma sanayisinin en stratejik bileşenlerinden biri haline gelmiştir. Artan manevra kabiliyeti, hedef hassasiyeti ve çevresel belirsizlikler altında dahi etkinliklerini sürdürebilme gereklilikleri, bu sistemlerde gelişmiş kontrol yöntemlerine olan ihtiyacı kaçınılmaz kılmaktadır. Bu bağlamda, doğrusal matris eşitsizlikleri tabanlı kontrol yöntemleri, hem kararlılık garantisi sunmaları hem de çok kriterli performans ihtiyaçlarını aynı anda karşılayabilmeleri açısından dikkat çekici bir yaklaşım sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, LMI tabanlı hibrit H2/H∞ kontrol stratejisi kullanılarak, referans izleme ve bozucu bastırma hedeflerini eşzamanlı sağlayan bir füze güdüm kontrolörü tasarlanmıştır. Modelleme sürecinde, Skid-to-Turn (STT) füze prensibine göre yönlendirilen ve altı serbestlik dereceli hareket kabiliyetine sahip bir füze platformu ele alınmıştır. Füze modeli, küçük açı varsayımları altında doğrusal hale getirilmiş ve boylamsal ile yanal düzlemler olmak üzere iki ayrı alt sistem şeklinde ayrıştırılmıştır. Aerodinamik türevler, AVL (Athena Vortex Lattice) yazılımı yardımıyla elde edilmiş ve sistem dinamiğine entegre edilmiştir. Hedefe yönelimi sağlayacak referans sinyaller, Pure Pursuit yöntemi ile oluşturulmuştur. Bu yöntemde, hedefin üç boyutlu koordinatları ile füzenin mevcut konumu kullanılarak sürekli güncellenen hat açısı (açı referansı) belirlenmekte; böylece füze, hedef doğrultusunda yönlenmektedir. Tasarlanan kontrol yapısı, bu açı referansını izlemeye yönelik olarak integral etkili genişletilmiş durum uzayı ile modellenmiş ve hem H2 hem de H∞ performans kriterleri göz önünde bulundurularak LMI tabanlı dışbükey optimizasyon yoluyla kontrol kazançları hesaplanmıştır. Aynı zamanda, eyleyici doygunluğu gibi fiziksel kısıtlamalar da tasarıma entegre edilmiştir. MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilen sayısal benzetimlerde, kontrol yapısının referans izleme doğruluğu ve bozucu bastırma yetkinliği farklı senaryolar altında test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sistemin kararlılığını ve yönelim performansını bozucu etkiler altında dahi başarıyla koruduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Guided missile systems play a critical role in modern defense technologies due to their precision, agility, and effectiveness under uncertain and dynamic conditions. To ensure reliable performance in such environments, advanced control strategies are essential. Among these, Linear Matrix Inequality (LMI)-based approaches are prominent for offering systematic design frameworks with guaranteed stability and flexibility in handling multiple performance objectives. This thesis presents the design of an LMI-based H2/H∞ controller for missile guidance applications. The missile is modeled based on the Skid-to-Turn (STT) principle and represented with a six-degree-of-freedom dynamic model. The model is linearized under small-angle assumptions and separated into longitudinal and lateral subsystems. Aerodynamic derivatives are obtained using AVL (Athena Vortex Lattice) software and integrated into the state-space model. A Pure Pursuit guidance strategy is used to generate reference attitude angles (pitch and yaw) by continuously aligning the missile's trajectory with the target's position. These reference angles are tracked using an augmented state-space model with integral action to minimize tracking error. The control design simultaneously addresses H2 and H∞ performance criteria for reference tracking and disturbance attenuation, respectively. Control gains are computed by solving LMI-based convex optimization problems, and actuator saturation constraints are considered in the design. Simulation studies conducted in MATLAB/Simulink demonstrate that the proposed controller successfully maintains system stability, attenuates disturbances, and accurately tracks reference signals. The results confirm the effectiveness of the proposed method in modern missile guidance systems.
Benzer Tezler
- Stabilization and tracking control of pan-tilt platforms using novel estimators and acceleration based robust control techniques
Özgün kestiriciler ve ivme tabanlı gürbüz kontrol teknikleri kullanılarak pan-tilt platformların stabilizasyon ve izleme kontrolü
SANEM EVREN HAN
Doktora
İngilizce
2017
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜNEL
- Event-triggered secure control design of multi-agent systems under false data ınjection attacks
Sahte veri enjeksiyonu saldırıları altında çok etmenli sistemler için olay tetiklemeli güvenli kontrol tasarımı
NESLİHAN KARAŞ KUTLUCAN
Doktora
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT UCUN
DOÇ. DR. JANSET DAŞDEMİR
- LMI based robust MPC approach to nuclear steam generator water level
Nükleer buhar jeneratörü su seviyesi için LMI temelli sağlam MPC yaklaşımı
MUHAMMED MUHSİN DEMİR
- Kaskat bağlı sıvı seviye akış sisteminin web tabanlı gerçek zamanda zeki kontrolü
Web based real time process control of cascade connect liquid level and flow system
GÖKHAN ERDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. AHMET EMİN KUZUCUOĞLU
- Takagı ? sugeno bulanık modeli tabanlı kontrol sistemi için kararlı ve gürbüz (robust) denetleyici tasarımı
Design of stable and robust controller for takagi ? sugeno fuzzy model based control system
BURAK TEKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MANAFEDDİN NAMAZOV