Dört rotorlu bir insansız hava aracının geri adımlama yöntemi ile yol takibi kontrolü

Date

2014-07-01

Author

Emrecan, Suiçmez
Kutay, Ali Türker

Metadata

Show full item record

Item Usage Stats

168
views

0
downloads

Dört rotorlu(quadrotor), son yıllarda bir çok araştırmacı tarafından çalışılan çok popüler bir insansız hava aracıdır(İHA). Dört rotorlu, dikey iniş kalkış(VTOL) özelliği ve yüksek manevra kabiliyeti sayesinde klasik insansız hava araçlarına göre bir çok avantaja sahiptir. VTOL özelliği sayesinde, özellikle engebeli ve kısıtlı ortamlarda, uzun iniş ve kalkış pistine ihtiyaç duymadan kullanılabilmektedir. Ayrıca, dört rotorlu, VTOL özelliği taşıyan diğer İHA'lara göre, mekanik olarak daha basit bir yapıya sahiptir. Fakat, belirtilen avantajların yanı sıra, dört rotorlu, yüksek derecede doğrusal olmayan ve kararsız bir dinamiğe sahiptir. Bu nedenle, dört rotorlu'nun otonom kontrolü çeşitli zorluklar içermektedir ve bir çok araştırmacının ilgisini çekmektedir. Bu çalışmada, dört rotorlu bir insansız hava aracının, doğrusal olmayan bir kontrol metodu olan geri-adımlama yöntemi kullanılarak, yol(yörünge) takibi kontrolü sağlanmıştır. Kontrol sistemi oluşturulurken, dört rotorlu'nun yönelimi iç döngü olarak, pozisyonu ise dış döngü olarak kontrol edilerek, hava aracının istenilen yolu yüksek doğrulukla takip etmesi amaçlanmıştır. İlk olarak, dört rotorlu'nun doğrusal olmayan dinamik modeli Newton hareket denklemleri kullanılarak elde edilmiştir. Doğrusal olmayan bu model simülasyonlarda dinamik model olarak kullanılmıştır. Daha sonrasında, doğrusal olmayan dinamik model, kontrolcü tasarımında kullanılmak üzere, belirli varsayımlar aracılığıyla basitleştirilmiştir. Basitleştirilmiş dinamik model kullanılarak, geri adımlamalı kontrolcü, üç aşamada elde edilmiştir. Elde edilen kontrolcü, MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve test edilmiştir. Ayrıca, kontrolcünün güçlü derecedeki bozuculara karşı dayanıklılığı da simülasyon ortamında denenmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçları, geri-adımlamalı kontrolcü sayesinde, istenilen yolun yüksek doğrulukta takip edildiğini göstermiştir. Ayrıca, bozucular eklenerek yapılan simülasyonlarda, kontrolcünün güçlü derecedeki çeşitli bozucuları etkili şekilde bastırdığı görülmüştür.

URI

https://hdl.handle.net/11511/75726

Journal

Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi

DOI

https://doi.org/10.7603/s40690-014-0010-4

Collections

Department of Aerospace Engineering, Article

Suggestions

OpenMETU
Core

Control System Design of a Vertical Take-off and Landing Fixed-Wing UAV Cakici, Ferit; Leblebicioğlu, Mehmet Kemal (2016-05-20) In this study, design and implementation of control system of a vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aerial vechicle (UAV) with level flight capability is considered. The platform structure includes both multirotor and fixed-wing (FW) conventional aircraft control surfaces: therefore named as VTOL-FW. The proposed method includes implementation of multirotor and airplane controllers and design of an algorithm to switch between them in achieving transitions between VTOL and FW flight modes. Thus, VT...
Modeling and experimental identification of quadrotor aerodynamics Kaya, D. Derya; Kutay, Ali Türker; Department of Aerospace Engineering (2014) The aim of this study is to obtain mathematical models for aerodynamic forces and moments of rotors of a quadrotor helicopter, and estimate their parameters through wind tunnel tests for hover, vertical climb, and forward flight conditions. The main factors which determine the movement of a quadrotor UAV are the aerodynamic forces and moments in three axes created by four rotors of the vehicle. Hence, accurate calculation of rotor forces and moments in varying flight conditions are essential to establish a ...
Revisiting Slotted ALOHA: Density Adaptation in FANETs Eroglu, Alperen; Onur, Ertan (2021-11-01) Unmanned aerial vehicles have been widely used in many areas of life. They communicate with each other or infrastructure to provide ubiquitous coverage or assist cellular and sensor networks. They construct flying ad hoc networks. One of the most significant problems in such networks is communication among them over a shared medium. Using random channel access techniques is a useful solution. Another important problem is that the variations in the density of these networks impact the quality of service and ...
Active control of the tip vortex: an experimental investigation on the performance characteristics of a model turbine Anik, E.; Abdulrahim, A.; Ostovan, Y.; Mercan, B.; Uzol, Oğuz (2014-06-20) This study is part of an on-going experimental research campaign that focuses on the active control of the tip leakage/vortex characteristics of a model horizontal axis wind turbine rotor using tip injection. This paper presents both baseline (no-injection) data as well as data with tip injection, concentrating on the effects of tip injection on power and thrust variations with the Tip Speed Ratio (TSR). The experiments are conducted by placing a specially designed 3-bladed model wind turbine rotor at the e...
Combined morphing assessment software using flight envelope data and mission based morphing prototype wing development (CHANGE Yaman, Yavuz(2015-12-31) "Morphing in aircrafts has been studied and used throughout recent time in order to increase their flight envelope. This characteristic is of the upmost importance in order to offer a greater efficiency, versatility and performance during the assigned mission. Moreover an aircraft with the capability to adapt itself to each given situation is prone to achieve positive results to a range of different missions instead of requiring a specific aircraft to conduct one specific mission. The main objective of thi...

Citation Formats

S. Emrecan and A. T. Kutay, “Dört rotorlu bir insansız hava aracının geri adımlama yöntemi ile yol takibi kontrolü,” Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, pp. 1–13, 2014, Accessed: 00, 2021. [Online]. Available: https://hdl.handle.net/11511/75726.