Pasif ve/veya aktif başkalaşım ile sabit kanatlı İHA`ların otonom performansının maksimizasyonu

Abstract

Günümüzde insansız hava araçlarının (İHA) otonom olarak uzaktan kontrol edilerek devasa uçaklara karşın maliyet tasarrufu ve mürettebat tehlike durumunun daha az olması askeri ve sivil amaçlı çalışmalarında İHA'ları daha fazla tercih sebebi kılmaktadır. Bu çalışmada PID tabanlı otopilot ile kontrol edilen bir insansız hava aracının optimizasyon yöntemi vasıtası ile performansı ele alınmıştır. Bu amaç için öncelikle çalışmamızda kullandığımız insansız hava aracımızın geometrik ve aerodinamik özelliklerini tanımlayıp küçük İHA'nin boylamasına ve yanlamasına hareket denklemlerini kullanarak durum uzay denklemleri üretilecektir. İnsansız hava aracımızı tasarlarken pasif ve / veya aktif başkalaşımlı olarak kanat ve kuyruk geometrik özellikleriyle oynanarak enerji tasarrufu incelenmiştir. Daha sonra üretilen otopilot sistemi için PID kontrolcü sayesinde sistemin kontrolü ele alınmıştır. Burada klasik olarak uzunlamasına hareketi için bazı kontrolör değerleriyle oynanarak istenilen kontrol cevap değerleri belirlenmiştir.Son olarak ise bulanık mantık temelli bir optimizasyon yöntemi ele alınmıştır. Sistemin performansını belirleyen PID parametrelerinin bazı değerleri vasıtasıyla rassal olarak optimum değerleri belirlenmiştir.Bu çalışma basit ve akıcı bir dilde yazılmıştır. Öğrenim hayatım boyunca ilgimi çeken bu konu üzerinde tezimi size sunuyorum. Anahtar Kelimeler: İHA, Otopilot, PID, Optimizasyon, Pasif ve Aktif Başkalaşım

Nowadays, unmanned aircraft vehicles (UAV) controlled autonomously with remote control are getting more and more interest in research projects specially for military tasks because regarding to aircrafts UAVs save cost, limit crew's life danger and improve accuracy.In this study an autonomous performance maximization of passive and / or active Metamorphisms of a Wing Fixed UAVs is investigated. Some geometric and PID parameters of an UAV, controlled with PID based autopilot systems, are defined with a random optimization method in order to catch the best performance faster. For this purpose, equations describing longitudinal and lateral motions are derived, designed passive and active metamorphosis UAV's characteristics are given, and then autopilot system is presented. By using an adaptive random optimization method, an objective function will help to provide the optimum parameters. These parameters will be defined through an iterative task such that for a given up and down limits of parameters, the minimum cost function will correspond to the necessary parameters of the UAVs autopilot control system. Finally, Performance of our UAV and autopilot system will be simulated with Von Karman Turbulence modelling. This work is presented on an interested topic in a simple and fluent language.Keywords: UAV, Autopilot, PID, Optimization, Passive and Active Metamorphisms.