Pürüzlü pist koşullarında cessna 172 iniş dinamikleri için genetik algoritma ile optimize edilmiş kesirli dereceli pıd tasarımı

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK ELEKTRİK VE ELEKTRONİĞİ BÖLÜMÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: DAGAL IDRISS

Danışman: Bilal Erol

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez, değişken pist pürüzlülüğü koşulları altında uçak iniş performansını artırmak amacıyla Genetik Algoritma ile optimize edilmiş Kesirli Dereceli PID kontrolörü (FOPID-GA) kullanan sağlam ve uyarlanabilir bir kontrol stratejisi sunmaktadır. Cessna 172 uçağının iniş dinamikleri, ISO 8608 standardına göre Sınıf A (düz) ile Sınıf D (çok pürüzlü) arasında sınıflandırılmış yüzey bozukluklarına maruz kalan doğrusal olmayan yay-sönümleyici bir sistem ile modellenmiştir. FOPID-GA kontrolörü, ayarlama esnekliğini artırmak için kesirli hesaplamaları entegre eder ve beş temel parametreyi (Kₚ, Kᵢ, Kd, λ, μ) optimize etmek için Genetik Algoritma kullanır. Bu optimizasyon, IAE, ISE, ITAE, aşım ve kontrol çabası gibi çok amaçlı bir maliyet fonksiyonuna dayanmaktadır. Simülasyon sonuçları, FOPID-GA kontrolörünün tüm ölçütlerde geleneksel PID, PID-GA ve FOPID kontrolörlerinden daha üstün olduğunu ortaya koymuştur. Aşım %0.55'e, yerleşme süresi 0.6543 saniyeye, dikey ivme 0.0083 g'ye ve kontrol çabası 19.87'ye düşürülmüş; aktüatör doyumu ise yalnızca %4.9 olarak gerçekleşmiştir. Bu iyileştirmeler, geleneksel PID kontrolüne kıyasla sırasıyla aşımda %58.3, yerleşme süresinde %36.5 ve ivmede %42.7 oranında azalma sağlamaktadır. Ayrıca, FOPID-GA altı farklı kontrol yöntemi arasında genel sıralamada 1. sırada yer almıştır. Elde edilen bu sonuçlar, FOPID-GA kontrolörünün Cessna 172 gibi hafif uçaklar için yüksek performanslı, araziye uyumlu bir iniş kontrol sistemi olduğunu ve güvenliği, konforu ve yapısal bütünlüğü artırdığını kanıtlamaktadır.