Çeşitli yük ve farklı irtifa koşullarında dört pervaneli insansız hava aracı'nın anahtarlamalı bulanık mantık tabanlı kontrolü
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KONTROL VE OTOMASYON MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SERHAT ÖZBEK
Danışman: Yavuz EREN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dört pervaneli insansız hava araçları (DPİHA), önceden tanımlanmış görevleri otonom olarak gerçekleştirebilen insansız hava araç çeşitlerinden (İHA) biridir. Kargo taşımacılığı, arama ve kurtarma, tarım, askeri operasyonlar ve eğlence faaliyetleri gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Ancak bu faaliyetlerde DPİHA'nın uçuş dinamiklerinin kontrolü, değişen yük ve irtifa koşulları altında bizlere, uçuş güvenliği için riskler oluşturabilmektedir. Çalışmamızda, bir DPİHA'nın değişen yük ve irtifa koşullarında uyum sağlayabilmesi ve kontrollü uçuşu sürdürebilmesi için Oransal-İntegral-Türev (PID) denetleyiciler tasarlanmıştır. Uçuş performansını iyileştirmek için önce bu denetleyicilere anahtarlama tabanlı algoritma yöntemi, ardından bulanık mantık tabanlı kontrol yöntemi ve son olarak anahtarlamalı bulanık mantık kontrol yöntemi uygulanmıştır. Bu yaklaşımlar, sistemin en uygun PID parametrelerini dinamik olarak seçmesine izin vererek değişen koşullar altında sistem kararlılığını artırmayı amaçlamıştır. Bu bağlamda, DPİHA modelimiz belirli bir çalışma noktasında doğrusallaştırılıp, her koşul için on sekiz farklı PID parametre seti hesaplanmıştır. Daha sonra bu parametreler, etkinliklerini değerlendirmek için doğrusal olmayan modele uygulanmıştır. Simülasyon sonuçları ile yük ve irtifadaki değişikliklerden kaynaklanan büyük sapmaların anahtarlama yöntemiyle azaltıldığı gösterilmiştir. Ancak yöntemin PID parametrelerini seçmedeki yavaş tepkisi, bazı anlarda aşmalara sebep olmuştur. Daha sonra parametreler, daha kararlı ve kontrollü uçuş davranışı sağlayan bulanık mantık kontrolü (BMK) ile test edilmiştir. BMK'nın doğruluk açısından iyi sonuç vermesine rağmen, on sekiz çıktısı nedeniyle hesaplama süresini uzattığı gözlemlenmiştir. Bu sebeple PID çıktıları, yükseklik ve ağırlık değişimi olarak iki pakete ayrılmış ve seçim anahtarlama algoritması ile yapılmıştır. Uygulanan bu anahtarlamalı bulanık mantık tabanlı kontrol algoritması ile hem PID değerlerinin doğru seçildiği hem de tekil kullanılan bulanık mantık yöntemine göre daha hızlı çalıştığı gözlemlenmiştir. Son olarak modelimiz, bir kargo teslimat senaryosu ile simüle edilmiş ve operasyonların farklı irtifa ve yük koşullarında güvenli şekilde gerçekleştiği gösterilmiştir. Sonuç olarak, çalışmamızda, DPİHA için değişken yük ve irtifa koşulları altında anahtarlamalı bulanık mantık tabanlı kontrolör yönteminin, sabit hesaplanan PID kontrolörlere göre daha kararlı ve güvenli uçuş sağladığı gözlemlenmiştir.