OTOMATİK KONTROL TÜRK MİLLİ KOMİTESİ ULUSAL TOPLANTISI (TOK2023), İstanbul, Türkiye, 14 - 16 Eylül 2023
Bu
çalışmada dört rotorlu insansız hava araçlarının (İHA) rüzgâr türbülansı etkisi
altındaki kontrolüne odaklanılmaktadır. İHA’ların çalışma koşullarında en
zorlayıcı bozucu kaynağı olarak gösterilen rüzgâr bozunumları ile başa çıkması
ve bu zorlu ortamlarda İHA'ların güvenilir çalışmasının sağlaması İHA kontrol
sistemleri alanında ileri araştırma ve geliştirme çalışmaları için önem arz
etmektedir. Bu bağlamda dört rotorlu İHA'ların çeşitli rüzgâr koşullarında
güvenli ve verimli bir şekilde çalışabilmesi için LQI kontrolcü
geliştirilmiştir. Dört rotorlu İHA'nın dinamik modeli sunularak, hareket
denklemleri, eyleyici dinamiğini kapsayacak şekilde modellenmiştir. Doğrusal
olmayan hareket denklemleri ve bunların doğrusallaştırılmış karşılıkları, durum
uzayı gösterimi ile sunulmuştur. Geliştirilen rüzgâr modeliyle rüzgâr kaynaklı
kuvvetler ve momentler, İHA'nın kararlılığı ve kontrolü üzerindeki etkilerini
anlamak için incelenmiştir. Farklı senaryolar için oluşturulan çeşitli rüzgâr
koşullarında tasarlanan kontrolcünün performansı irdelenmiştir.
This study focuses on the
control of quadrotor unmanned aerial vehicles (UAV) under the influence of wind
turbulence. Dealing with wind
disturbances, which are considered the most challenging disruptive factor in
UAV operating conditions, and ensuring the reliable operation of UAVs in such
harsh environments are of significant importance for advanced research and
development in UAV control systems. In this context, an LQI controller has been
developed for quad-rotor UAVs to operate safely and efficiently in various wind
conditions. By presenting the dynamic model of the quadrotor UAV, the equations
of motion are modeled to include the actuator dynamics. Both nonlinear equation of motion and linearized
equivalents are provided along with the state-space representation. The wind-induced
forces and moments are examined to understand their effects on the stability
and control of the UAV. The performance of the designed controller in various
wind conditions that is generated for different scenarios is examined.