Döner kanatlı insansız hava aracı yörünge planlaması ve yörünge takibi kontrolü
Trajectory planning and tracking control of a quadrotor UAV
- Tez No: 987329
- Danışmanlar: PROF. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Otonom robotlar, Autonomous robots
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dört rotorlu İHA'lar karmaşık hava operasyonları için en uygun platformlardan biridir. Karmaşık operasyonları yürütmek ve İHA'nın dinamik sınırları içinde görevler gerçekleştirmek için insansız hava araçlarının düzgün bir yörünge planlamasına ihtiyacı vardır. Bu araştırma, hedeflenen daha iyi izleme ve kontrol kolaylığını sağlamak amacıyla, doğadaki uçan canlıların hareketlerine benzer bir uçuş yörüngesi oluşturmak için yüksek mertebeden eğri interpolasyon yöntemini kullanmaktadır. Planlanan yörüngeyi takip etmek için özel ardışık PID denetleyici mimarisi kullanılmıştır. Bu araştırma, yüksek mertebeli polinomları kullanarak sürekli yüksek mertebeli türevler elde etmeyi amaçlamaktadır, ayrıca bu, İHA'nın dinamik sınırları içinde daha iyi kontrol performansı ve kontrol çıktıları sağlamaktadır. Yüksek mertebeli türevler için sürekliliği sağlamak amacıyla yüksek mertebeden eğri interpolasyonu kullanılarak yörüngeler oluşturulur. Bu araştırmada, ardışık PID denetleyicisi yörünge takip kontrolü olarak kullanılmıştır. Tutum kontrolü için iç kontrol döngüsü ve hız ve pozisyon kontrolleri için dış kontrol döngüleri kullanılması daha iyi kararlılık ve performans sergilemektedir. Sistem benzetim ortamında geliştirilmiş ve test edilmiştir. Yüksek mertebeden eğri interpolasyonu kullanılarak oluşturulan yörüngenin, daha basit yöntemlerle geliştirilen yörüngelere kıyasla yörünge kontrol algoritmasına daha az yük bindirdiği gözlemlenmiştir. Bu araştırma, daha iyi yörünge planlaması ve gürbüz yörünge takibi kontrol algoritması için uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışma ayrıca daha karmaşık yörünge planlaması ve takibine de olanak tanır.
Özet (Çeviri)
Quadrotor UAVs are one of the most suitable platforms for complex aerial operations. To execute complex operations and perform tasks within the quadrotor's dynamic limits, unmanned aerial vehicles require smooth trajectory planning. To obtain this goal, this research introduces a solution using ninth-order spline interpolation method to generate a trajectory similar to the flight trajectories of flying creatures in nature for better tracking and easier control. To control the planned trajectory, special cascade PID controller architecture is used. With using high order polynomials, this research aims to obtain continuous high order derivatives, this also provides better control performance and control outputs within the quadrotor's dynamic limits. Trajectories are generated using ninth order spline interpolation to ensure continuity for the high order derivatives. In this research, cascade PID controller is used as tracking control. Using inner control loop for attitude control and outer control loops for velocity and position controls obtains better stability and performance. The system was developed and tested in a simulation environment. It was observed that the trajectory generated using higher order spline interpolation imposed less load on the trajectory control algorithm compared to trajectories developed with simpler methods. This research offers a viable solution for better trajectory planning and more robust control algorithm. This work also allows for more complex trajectory planning and tracking.
Benzer Tezler
- UAV-assisted energy-aware data collection in robotic wireless sensor networks under battery prediction error
Pil tahmin hatası durumunda robotik kablosuz sensör ağlarında İHA destekli enerji bilinçli veri toplama
BEYZA DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER MELİH GÜL
PROF. DR. SEİFEDİNE KADRY
- İnsansız araçlar için optimum uzaysal yörünge planlama algoritmaları geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of optimal spatial trajectory planning algorithms for unmanned vehicles
MERVE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Dört kanat tipinde İHA'lar için yapay sinir ağı ile konum tabanlı görsel servolama
Position based visual servoing with artificial neural network for quadrotor type UAVs
AYBÜKE ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA YÜKSEL
- Döner kanatlı iha'lar için konvolüsyonel model öngörülü kontrol
Convolutional model predictive control for rotary-wing uavs
SEYEDTOFIGH HOSSEINIMOGHADDAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM ARSLAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEMDUH SUVEREN
- Model öngörülü kontrol yöntemi ile sabit kanatlı insansız hava aracının çok amaçlı yörünge optimizasyonu
Multi objective trajectory optimization of fixed wing unmanned aerial vehicle using model predictive control method
ABDURRAHMAN TALHA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL KESKİN