Quadrotor İtme ve Tork Katsayılarının Optimizasyonu ve Matlab/Simulink ile Simülasyonu
Öz
Bu çalışmada, quadrotorların dinamiğini büyük ölçüde belirleyen itme ve tork kuvvetleri deneysel olarak ölçülmüş ve quadrotorun simülasyon modeli üzerinden optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Motor devrinin kontrolünde elektronik hız kontrol kartı kullanılmış ve darbe genişlik modülasyon (DGM) metodu ile 1100-2000 frekans aralığında kontrol edilmiştir. Motor ve pervane çiftinin itme kuvveti, tork değeri ve devir sayısı ölçümleri deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Bu deneysel verilerin regresyon analizleri motor devrine bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Regresyon analizleri doğrusal, karesel, kübik ve sabit katsayılı metodlar ile gerçekleştirilmiştir. Regresyon ile elde edilen denklemler Matlab/Simulink’te oluşturulan quadrotor modeline uygulanmış ve quadrotorun dairesel yörünge takibindeki hatalar kıyaslanmıştır. Momentum teoreminden elde edilen itme kuvveti ve tork değerlerinin 2 metrelik yörünge takibinde yüksek hata miktarına sahip olduğu gözlenmiştir. İtme kuvvetinin belirlenmesinde karesel regresyon yönteminin kullanılması ve tork değerinin belirlenmesinde kübik regresyon yönteminin kullanılması, yörünge takibindeki hata miktarını en aza indirdiği gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Referans1 Chen X., Zhang. M., and Yang Y.-D., “Study of an Intelligent PID Attitude Controller for UAV”, Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 6, 76-83, 2003.
- Referans2 Lee D., Kim H. J., and Sastry S., “Feedback linearization vs. adaptive sliding mode control for a quadrotor helicopter”, International Journal of Control Automation and Systems, 7(3), 419-428, 2009.
- Referans3 Nicol C., Macnab C. J. B., and Ramirez-Serrano A., “Robust neural network control of a quadrotor helicopter”, Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, 1, 1233-1237, 2008.
- Referans4 Santos M., López V., and Morata F., “Intelligent fuzzy controller of a quadrotor”, IEEE International Conference on Intelligent Systems and Knowledge Engineering 141-146, 2010.
- Referans5 Madani T. and Benallegue A., “Adaptive control via backstepping technique and neural networks of a quadrotor helicopter”, IFAC Proceedings Volumes, 41(1), 6513-6518, 2008.
- Referans6 Bouabdallah S. “Design and control of quadrotors with application to autonomous flying”, Ph.D Thesis, École. Polytechnique and Federale De Lausanne, Siegwart, Roland, 2007.
- Referans7 Tomashevich S. and Belyavskyi A., “Passification Based Simple Adaptive Control Of Quadrotor”, IFAC-PapersOnLine, 49(13), 281-286, 2016.
- Referans8 Shao X., Liu J., and Wang H., “Robust back-stepping output feedback trajectory tracking for quadrotors via extended state observer and sigmoid tracking differentiator”, Mechanical Systems and Signal Processing, 104, 631-647, 2018.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
1 Aralık 2020
Gönderilme Tarihi
23 Ekim 2019
Kabul Tarihi
22 Kasım 2019
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2020 Cilt: 23 Sayı: 4
Cited By
Design, Simulation and Implementation of an Unmanned Aerial Vehicle System
Journal of Polytechnic
https://doi.org/10.2339/politeknik.1037319Dron için Hareketli Kol Tasarımında Sistematik İnovasyon Geliştirme
Journal of Polytechnic
https://doi.org/10.2339/politeknik.1202113A Multi-Criteria Solution Approach for UAV Engine Selection in Terms of Technical Specification
Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
https://doi.org/10.17798/bitlisfen.1150200Bir Quadrotorun Yörünge Takibinde Doğrusal Ve Doğrusal Olmayan Kontrol Yöntemlerinin Performans Değerlendirmesi
Journal of Polytechnic
https://doi.org/10.2339/politeknik.1219648PARAMETER OPTIMIZATION OF LQR CONTROLLER APPLIED TO THREE DEGREES OF FREEDOM SYSTEM WITH HYBRID APPROACH
Konya Journal of Engineering Sciences
https://doi.org/10.36306/konjes.1291710A New Optimization Model for Rotary-Wing Air Vehicle Propeller Design
Turkish Journal of Science and Technology
https://doi.org/10.55525/tjst.1518569