Döner Kanatlı İnsansız Hava Araçlarının Yenilikçi Yaklaşımlarla Otonom Performansinin Maksimizasyonu (Mezun)


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, --, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Enes Özen

Danışman: Tuğrul Oktay

Özet:

Bu doktora çalışması, Quadrotor'un yanal ve boyuna stabilitesini sağlamak için, eş zamanlı bozuntu rassal yaklaştırım (SPSA) algoritması kullanarak başkalaşım oranı ve en optimum Oransal-Türev-İntegral (PID) katsayılarının nasıl belirlendiğini araştırıyor. Quadrotor; gövde, aviyonik ve itki sisteminden olurşurken, gövdenin göbek açısı ve kol yükselme açısı değişebilir yapıda tasarım gerçekleştirilirmiştir. Kollar arası açı, mekanizma 1 aracılığıyla yatay düzlem değiştirilir ve mekanizma 2 ile kollar yükselir, böylece rotorlar yükseltilir ve çeşitli konfigürasyonlar oluşturulur. Klasik çok rotorlu hava taşıtlarının sabit bir gövdesi bulunur ve rota değişiklikleri için helikopterlerin kullandığı bir kuyruk rotoruna gerek duymazlar. Rotorların farklı hızlarda dönüşü, yerden gönderilen komutlarla, 6 serbestlik (DOF) alanında hava aracının geometrik merkezi etrafında dönme ve öteleme hareketlerini gerçekleştirir. Bu komutlar, hava aracının uçuş kontrol bilgisayarı tarafından yönetilir. Dinamik analizler ve simülasyonlar, 6 DOF alanda, çeşitli konfigürasyonların dikey ve yanal uçuş stabilitesi ve özelliklerini belirler. Uçuş sırasında aktif şekil değişikliği yapabilen bir hava aracının konum ve tutum kontrolünü sağlamak için, SPSA ve PID denetleyicisi ile bir algoritma geliştirildi. Benzer çalışmalarla karşılaştırıldığında, önerilen birleşik yaklaşımla SPSA hem PID parametrelerine sınır değerlerde ulaşmadan optimum tahminler yapmış hem de istenilen morfing (başkalaşım) hızına hızlı bir şekilde ulaşılmıştır. Bu sonuçlar, literatürden toplanan veriler ve önceki çalışmalardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Anahtar Kelimeler: İHA, Quadrotor, Optimizasyon, PID, SPSA