İnsansız Hava Araçlarında Kontrol Uygulamaları


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Caner Çopur

Danışman: Vasfi Emre Ömürlü

Özet:

Bu çalı¸smada klasik dört rotorlu bir insansız hava aracının MATLAB/Simulink

ortamında modellenip daha sonra gerçek araç üzerine uygulanan ˙Integral-Geri

Adımlamalı kontrolüne ait sonuçlar sunulmu¸stur. Sistem simülasyon modeli Simulink

blokları kullanılarak olu¸sturulmu¸stur. Sistemin do˘grusal olmayan dinamik modeli

Newton denklemleri yardımıyla elde edilmi¸stir.

Dört rotor sistemi yüksek mertebede, do˘grusal olmayan dinamik denklemlere sahiptir.

Bu çalı¸smada do˘grusal olmayan sistemin stabilizasyon ve pozisyon kontrolü için

˙Integral-Geri Adımlama yöntemi kullanılmı¸stır. Hava aracı kontrolü için 6 adet

denklem mevcuttur. Her bir denklem 3 tane katsayı içerir. Böylelikle kontrol

denklemleri için toplam 18 tane katsayı bulunmalıdır ve bu katsayılar araç a˘gırlı˘gı,

motor kapasitesi, boyutlara, vs. göre de˘gi¸smektedir. Katsayılar kontrol açısından kritik

öneme sahiptir. Katsayılar ne kadar uygun seçilirse kontrol edilen sistemin cevabı o

kadar iyi olur. Bu çalı¸smada sisteme iki farklı sayısal yöntem uygulanmı¸stır. Bunlardan

bir tanesi Parça Sürü Optimizasyonu (PSO) di˘geri “Nelder-Mead” metodudur. Her

iki algoritma da iteratif ¸sekilde çalı¸sır ve verilen fonksiyonun genel minimum ya da

maksimum de˘gerini bulmayı hedefler. Bu çalı¸smada öncelikle makul sayıda iterasyon

ile PSO uygulanarak bulunan katsayılar Nelder-Mead metodu için ba¸slangıç de˘geri

olarak kullanılmı¸stır. Sonunda çıkan de˘gerler modele uygulanmı¸stır.

Bütün parametrelerin bulunmasından sonra kontrol denklemleri Arduino kartına

aktarılmı¸s ve gerçek sistemin stabilizasyon kontrolü sa˘glanmı¸stır.