Dört rotorlu insansız hava aracının yükseklik ve konum kontrolü

Abstract

İnsansız hava araçları günümüzde keşif, arama kurtarma, hasar tespiti gibi alanların yanında insanlar için bulunulması tehlikeli ortamlarda yapılacak görevlerde kullanılabilmektedir. Bu çalışmada 4 rotorlu insansız hava aracı tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Tasarımla birlikte insansız hava aracının yükseklik ve yönelim kontrollerinin de yapılması amaçlanmıştır. Çalışma da daha çok quadrotor kontrolü üzerine odaklanılmıştır. 4 rotorlu insansız hava araçları 6 serbestlik derecesine sahip araçlardır. Durum kestirimi ve gürültüleri elimine etmek için bütünleyici filtre kullanılacaktır. Uçuş stabilitesi için atalet ölçüm sistemi oluşturulacaktır. Atalet ölçüm sistemi quadrotorun yükseklik, hız, yön ve pozisyon gibi verilerini takip edip değerlendirecektir. Quadrotorun merkezi bir mikrodenetleyicisi olacak ve uçuş için gerekli bütün bileşenleri yönetecektir. Bu mikrodenetleyici atalet ölçüm sisteminden ve kullanıcıdan almış olduğu verileri değerlendirip motor hızlarını ayarlamakta kullanabilecektir. Bütün dizayn kriterleri göz önünde bulundurulurken quadrotorun mümkün olduğunca hafif, stabil uçuş ve ani manevralar yapabilmesi için çalışılacaktır. Temel parçalar olarak ise 4 rotor için fırçasız DC motorlar, atalet ölçüm sistemi için ivmeölçer ve jiroskop, uzaktan kontrol için kumanda seti ve 16 Analog dijital çeviricisi ve 15 PWM çıkışı olan bir mikrodenetleyici kullanılmıştır.

Nowadays unmanned aerial vehicles are being used surveilance, search and rescue, damage assesment alongwith areas where dangereous for people to work. In this work an unmanned multirotor aerial vehicle will be designed. Altitude control and position control of the vehicle will be handled . Mostly focused quarotor control in the work. Multirotor unmanned aerial vehicles have 6 degrees of freedom. Complementary Filter will be used inorder to eliminating disturbances and for state estimation. Inertial Measurement Unit will be composed for flight stability. Quadrotor?s altitude, speed, direction datas will be chased and evaluated by the Inertial Measurement Unit. There will be a central microcontroller which will manage all the components that necessary for flight. The microcontroller will use the data coming from Inertial Measurement Unit and user inorder to control motor speed. While all the design criterias are being considered, we paid attention to be quadrotor light, stable flight, fast maneuver. The principal components used are brusless DC motors for rotors, accelerometer and gyroscope for Inertial Measurement Unit, remote controller for remote control and microcontroller which has 16 analog to digital converter and 15 PWM output.