Rüzgara Maruz Kalan Dört Rotorlu İnsansız Hava Aracı için Uyarlamalı Kontrolcü Tasarımı

Yıl 2018, Cilt: 22 Sayı: 2, 947 - 953, 15.08.2018

Halil İbrahim Baştürk

Öz

Bu çalışmada, rüzgara maruz kalan dört rotorlu insansız hava araçlarının davranış ve irtifaları için bir uyarlamalı kontrolcü tasarımı sunulmaktadır. Tasarım sırasında, toplam kütle, atalet tensörü, aracın kollarının uzunluğu ve rotorlara bağlı pervanelerin parametrelerinin bilindiği varsayılmaktadır. Rüzgarın helikopter üzerindeki bozucu etkisi bilinmeyen frekans, genlik ve fazlara sahip sınırlı sayıdaki sinüzoidal fonksiyonların toplamı olarak modellenmiştir. Kapalı çevrim sisteminin kararlı olduğu, tüm sinyallerin sınırlı olduğu ve bilinmeyen bozucu rüzgar etkisine rağmen arzu edilen davranış ve irtifa kontrolünün elde edildiği kanıtlanmıştır. Son olarak, tasarımın fizibilitesini göstermek için bir benzetim sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Dört rotorlu insansız hava aracı, Uyarlamalı kontrol; Bozucu etki tahmini ve iptali

Kaynakça

• [1] Ömürlü, V. E., Büyük¸sahin, U., Atar, R., Kırlı, A., Turgut, M. N. 2003. "An experimental stationary quadrotor with variable DOF", Indian Academy of Sciences vol 38.
• [2] Özbek N. S., Tutsoy Ö. 2015. "Dört Rotorlu Dönerkanat Tipi Bir ˙Insansız Hava Aracı için Bulanık Mantık Tabanlı PID Kontrol Uygulaması", Otomatik Kontrol Türk Milli Komitesi Ulusal Toplantısı,
• [3] Coza, C., Macnab, Ca. J. B. 2006. "A New Robust Adaptive-Fuzzy Control Method Applied to Quadrotor Helicopter Stabilization", NAFIPS 2006 - 2006 Annual Meeting of the North American Fuzzy Information Processing Society, Montreal, Que.
• [4] Xu, R., Ozguner, U. 2006. "Sliding Mode Control of a Quadrotor Helicopter", Proceedings of the 45th IEEE Conference on Decision and Control, San Diego, CA.
• [5] Bouabdallah S., Siegwart, R. 2005. "Backstepping and Sliding-mode Techniques Applied to an Indoor Micro Quadrotor", Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Barcelona, Spain.
• [6] Dydek, Z. T., Annaswamy, A. M., Lavretsky, E. 2013."Adaptive Control of Quadrotor UAVs: A Design Trade Study With Flight Evaluations", IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 21, no. 4, pp. 1400-1406.
• [7] Bouabdallah, S., Noth A., Siegwart, R. 2004. "PID vs LQ control techniques applied to an indoor micro quadrotor", 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Sendal, Japan.
• [8] Bouabdallah S., Siegwart, R. 2007. "Full control of a quadrotor," IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, San Diego, CA.
• [9] Özbek, N. S., Önkol M., Efe M. 2014. "Dönerkanat Tipinde Bir Insansız Hava Aracının Farklı Yöntemlerle Kontrolü ve Performans Karşılaştırması", Otomatik Kontrol Türk Milli Komitesi Ulusal Toplantısı.
• [10] Nicol, C., Macnab, C.J.B., Ramirez-Serrano, A. 2011. "Robust adaptive control of a quadrotor helicopter", Mechatronics, vol. 21, no 6, pp 927-938.
• [11] Alexis, K., Nikolakopoulos, G., Tzes, A. 2012. "Model predictive quadrotor control: attitude, altitude and position experimental studies", IET Control Theory and Applications, vol. 6, no 12, pp 1812-1827.
• [12] Chen, F., Lu, F., Jiang, B., Tao, G. 2014. "Adaptive compensation control of the quadrotor helicopter using quantum information technology and disturbance observer", Journal of the Franklin Institute, vol. 351, no 1, pp 442-455.
• [13] Nikiforov, V. O. 2004. "Observers of External Deterministic Disturbances. II. Objects with Unknown Parameters", Automation and Remote Control, vol. 65, no. 11, pp. 1724-1732.
• [14] Waslander, S., Wang, C. 2009. "Wind Disturbance Estimation and Rejection for Quadrotor Position Control", AIAA Infotech@Aerospace Conference, Seattle, WA.
• [15] Ardakani, H. Alemi, Bridges, T. J. 2010. "Review of the 3-2-1 euler angles: a yaw-pitch-roll sequence."
• [16] Amir, M. Y., Abbass, V. 2008. "Modeling of Quadrotor Helicopter Dynamics," International Conference on Smart Manufacturing Application, Gyeonggi-do.
• [17] Krstic, M., Kanellakopoulos, I., Kokotovic, P. 1995. "Nonlinear and Adaptive Control Design", Wiley.
• [18] Chen, C. T. 1984. Linear Systems Theory and Design, New York, NY: Holt, Rinehart, Winston.