Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum:
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YAKOUB NETTARI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Serkan Kurt
Eş Danışman: Moussa Labbadı
Özet:
Dört rotorlu sistemlerin harici bozucuların varlığı altında kontrol edilmesi, karmaşık ve zorlu bir araştırma alanıdır. Literatürde çok sayıda kontrol tekniği önerilmiş olmasına rağmen, geleneksel yöntemler genellikle hassas izleme ve zamana göre değişen bozuculara karşı dayanıklılık elde etmekte yetersiz kalmaktadır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, bu doktora tezinde dört ana kontrol metodolojisini entegre eden yeni bir hibrit dayanıklı kontrol tekniğinin geliştirilmesine odaklanılmaktadır: dayanıklı PID kayan kipli kontrol, geri adımlama, adaptif yasa ve süper bükümlü kontrol (STC). Bu hibrit kontrol stratejisi, karmaşık ve zorlayıcı yörüngeler içeren zorlu senaryolarda bile hassas ve sonlu zamanlı izleme sağlamayı amaçlamaktadır.
Tez öncelikle, sistem dinamikleri, bozucular ve belirsizliklerle ilgili sorunlar gibi
dört rotorlu kontrolünde karşılaşılan zorlukları ve sorunları özetleyerek, dayanıklı
kontrolün bu zorlukları ele almak için gerekliliğini savunmaktadır. Geleneksel
kayan kipli kontrol (SMC), geri adımlama ve diğer tekniklere genel bir bakış
sunarak avantajlarını ve dezavantajlarını vurgulamaktadır. SMC ve geri adımlama
xvi
yöntemlerinin her ikisinin de, dinamikleri nonlineer (lineer olmayan) olan ve
zamana göre değişen sistemleri ele alma yeteneği gibi avantajları vardır. Ancak,
SMC'deki çatırtı sorunu ve geri adımlama yöntemindeki modelleme hatalarına ve
belirsizliklere duyarlılık gibi dezavantajları da vardır. Bu nedenle tezde, sözü
edilen bazı sorunlardan kaçınmak ve her iki yöntemin avantajlarından
yararlanmak için modifiye edilmiş PID SMC ve geri adımlamayı birleştiren hibrit
bir yaklaşım önerilmektedir.
Geri adımlamalı dayanıklı PID kayan kipli kontrol hibrit kontrol çerçevesine
entegre edilerek, nonlineerlikleri ele almak ve harici bozucuların etkilerini
azaltmak amaçlanmıştır. Kayan kipli kontrol tekniği, doğasında bulunan
dayanıklılık özellikleri sayesinde bozuculara aktif olarak karşı koyarken, geri
adımlama yaklaşımı sistem genelinde kararlılık ve izleme doğruluğu sağlayan bir
kontrolör tasarlamayı mümkün kılmaktadır. Bu hibrit yaklaşımın (BPIDSMC) ana
yeniliği, dönme ve ötelenme alt sistemleri için referans konum ve yönelimi sonlu
zamanda dayanıklı bir şekilde izleyip kararlı hal doğruluğunu artıran iyileştirilmiş
erişimli geri adımlama PID kayan kipli yüzeylerinin geliştirilmesidir.
Ayrıca, adaptif yasa, sistemin dinamiğine ve değişen harici bozuculara göre
kontrolör parametrelerini adaptif olarak ayarlamak için kullanılır. Bu adaptif
özellik, kontrol sisteminin dayanıklılığını artırır ve belirsizliklerin varlığında doğru
yörünge izleme yapılmasını sağlar.
Süper Bükümlü Kontrol (STC) tekniği, istenen yörüngeye sonlu zamanda
yakınsama sağlamak için dâhil edilmiştir. STC, hızlı yakınsama özellikleri ve
yüksek derecede dinamik sistemleri ele alabilme yeteneği ile tanınır. STC'nin hibrit
kontrol çerçevesine entegre edilmesiyle, dört rotorlu sistemi zorlu manevralar
sırasında bile hızlı ve hassas bir şekilde yörüngeyi izleyebilir.
Gerçekleştirdiğimiz kapsamlı simülasyonlar, önerilen yaklaşımın etkinliğini
doğrulamakta ve geleneksel kontrol tekniklerine göre üstünlüğünü
göstermektedir. Sistem, zamana göre değişen harici bozuculara karşı Dayanıklılık
sergilemekte ve çok çeşitli zorlu yörüngeler için doğru izleme sağlamaktadır.
Özetle, bu araştırma, zamana göre değişen harici bozucuların oluşturduğu
zorluklarla başa çıkmak için adaptif ayarlama, geri adımlamalı dayanıklı kayan kipli kontrol ile süper bükümlü kontrolü birleştiren bir hibrit kontrol stratejisi
ortaya koyarak dört rotorlu kontrol alanına katkıda bulunmaktadır. Geliştirilen
kontrol metodolojisi, hava robotiği, gözetim ve taşımacılık gibi çeşitli alanlarda
uygulamalar için umut vaat etmektedir.