DO-178c/DO-331 uyumlu model tabanlı tasarım yaklaşımı kullanılarak bulanık mantık tabanlı uçuş kontrol sistemi geliştirilmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: YUNUS ERTUĞRUL

Danışman: Cenk Ulu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Uçuş kontrol sistemleri hava araçlarının görevlerini sorunsuz ve sağlıklı icra edebilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu yüzden bu sistemlerden üretilen ve hava aracı uçuş kontrol bilgisayarında koşacak emniyet-kritik yazılımın, amacına uygun fonksiyonu gerçekleştirebilmesi ve bu esnada herhangi başka bir sistemin çalışmasını olumsuz yönde etkilememesi gerekir. Amerikan Havacılık Dairesi (FAA), Avrupa Havacılık Emniyeti Ajansı (EASA) gibi uluslararası havacılık sertifikasyon otoriteleri bu iki temel kuralı kendi havacılık kurallarında tanımlamışlardır. Öyle ki bu otoriteler, havacılık yazılımlarında bu iki temel kuralı denetleyen DO-178C yazılım rehber dokümanını ve yazılım geliştirme süreçlerinde kullanılan model tabanlı tasarım yöntemini açıklayan DO-331 ekini referans almaktadırlar. Bu çalışmada DO-178C/DO-331 model tabanlı tasarım yaklaşımıyla F-16 savaş uçağına üç eksende kararlılık ve kontrol artırıcı sistemlerden oluşan bulanık mantık uçuş kontrol sistemi geliştirilmiştir. Uçuş kontrol sistemi tasarımında bulanık paralel dağıtılmış kompanzasyon (PDK) yöntemi kullanılmış ve standartlara uygun bir bulanık PDK tabanlı uçuş kontrol sistemi literatürde ilk kez tasarlanmıştır. İlk olarak Yazılıma Atanan Sistem Gereksinimleri (YASG) belirlenmiş, sonrasında bu gereksinimlerden daha detay bilgilere sahip Üst Seviye Gereksinimler (ÜSG) oluşturulmuştur. İki gereksinim seti arasında çift yönlü izlenebilirlik bağlantıları Simulink Requirements Editor aracında kurulmuştur. Bu faaliyetten sonra Simulink ortamında ÜSG'ye göre Alt Seviye Gereksinimleri (ASG) temsil eden uçuş kontrol sistemi modeli geliştirilmiştir. F-16 doğrusal olmayan sistem modeli olarak Minnesota Üniversitesi'nin oluşturduğu model kullanılmıştır. Model ve ÜSG arasında izlenebilirlik bağlantıları eklenmiştir. Daha sonra uçuş kontrol sistemi modelinin ÜSG ile doğrulanması, Simulink Test aracılığıyla geliştirilen model benzetim testleri üzerinden gerçekleştirilmiştir. DO-331 rehber dokümanından gelen model benzetim aktivitesi henüz koda geçmeden model üzerinde benzetimler çalıştırarak olası hataların olup olmadığını test etmektedir. Bu testler esnasında model kapsama analizleri de yapılmıştır. Modelde benzetim sırasında test edilmeyen herhangi bir elemanın olup olmadığını denetleyen bu analiz sonucunda %100 başarım oranına erişilmiştir. Bu da geliştirilen uçuş kontrol sistemi modelinde herhangi eksik bir kapsama olmadığını göstermektedir. Model tabanlı tasarım yönteminin model üzerindeki son aktivitesi standartlara uyumluluk kontrolüdür. Simulink'in Model Advisor aracı ile uçuş kontrol sistemi modelinin DO-178C/DO-331 standartlarına uyumluluğu kontrol edilmiş ve herhangi bir hata ile karşılaşılmamıştır. Nihayetinde bu aktivite ile süreç sonlanmış ve zaman, maliyet, harcanan efor gibi kriterlerde diğer geleneksel doküman tabanlı süreçlere göre birçok avantajı bulunan DO-331 model tabanlı tasarım yaklaşımıyla F-16 savaş uçağına bulanık PDK tabanlı bir uçuş kontrol sistemi geliştirilmiştir.