TARIMSAL UYGULAMALAR İÇİN İNSANSIZ HAVA ARACI GELİŞTİRİLMESİ VE YÖRÜNGE KONTROLÜ

İnsansız hava araçları günümüz teknolojik imkanlarının artmasıyla son yıllarda askeri ve sivil alanlarda giderek artan çalışmalara neden olmuştur. Keşif ve gözetleme amaçlı İHA, silahlı ve kamikaze İHA sistemleri ile tarımsal uygulama ve kargo taşımacılığı için halen geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu bağlamda İHA sistemlerinin istenilen görevi ve yönlendirmeleri yerine getirebilmesi için oldukça etkin bir kontrol sistemine, iyi bir yazılıma ve aerodinamik tasarıma sahip olması gerekmektedir.

Bu tez çalışmasında, literatürden sabit kanatlı Ultrastick-25e modeli incelenmiş ve mini Cessna-182 İHA modeli için katı model oluşturularak, aerodinamik analiz ile gerekli parametreler elde edilmiştir. Akabinde, kontrol sisteminde sıklıkla kullanılan PID kontrolör parametrelerinin İHA sistem dinamiklerine göre ayarlanması sağlanmıştır. Ayrıca PID sonuçlarının geliştirilmesi amacıyla genetik algoritmalar ile en uygun PID kazanç parametreleri ayarlanmıştır. İstenen hızlı ve kararlı kontrol için bulanık mantık kontrol (FLC) ve uyarlamalı ağ tabanlı bulanık çıkarım (ANFIS) yapıları tasarlanmıştır. Sonuçların geliştirilmesi amacıyla özgün hibrit PD-Fuzzy-PI ve ANFIS+PID kontrol sistemi tasarımları ile oldukça iyi yanıtlara ulaşılmıştır. İHA’ların uçuş sırasında rüzgâr, model belirsizlikleri ve zaman gecikmeleri nedeniyle oluşan bozucu etkiler için doğrusal karesel düzenleyici (LQR), doğrusal karesel Gauss tipi kontrol (LQG) ve Kalman filtresi yapıları için durum geri beslemeli modern kontrol sistemi tasarımları oluşturulmuştur. Ayrıca Cessna-182 İHA test uçuşu ve PID ayarı uçuş sırasında sağlanmıştır.