Design and control of X5 unmanned aerial robot
X5 ˙ınsansız hava robotunun tasarımı ve kontrolü
- Tez No: 416707
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, X5 adı verilen, insansız bir hava robotunun, dikey ini¸s-kalkı¸s vurgusu yapılarak ortaya çıkarılan matematiksel modeli ve otopilot tasarımı hakkındadır. Fiziksel olarak, X5, asıl yükü ta¸sıma amacı olan büyük bir pervane ve açısal kontrolu sa˘glamak amacı ta¸sıyan dört küçük pervaneden olu¸smaktadır. X5 için elde edilen do˘grusal olmayan 6 serbestlik dereceli matematiksel model, Newton-Euler yakla¸sımı ile benzetim ve kontrol çalı¸smalarında kullanılmı¸stır. Matematiksel model, aynı zamanda, rotor dinami˘gi ve detaylı aerodinamik etkileri de kapsamaktadır. Büyük pervanenin yalpa düzlemine getirdi˘gi simetrik olmayan etkilerden dolayı, X5'in otopilot tasarımı özel bir çalı¸sma gerektirir. X5'in basitle¸stirilmi¸s matematiksel modeli kullanılarak, benzetim çalı¸smalarında kullanılmak üzere, üç farklı otopilot geli¸stirilmi ¸stir. Yükseklik, açısal ve durum kontrolu için ilk geli¸stirilen otopilot, oransaltürev kontrolcusudur (PD). ˙Ikinci geli¸stirilen otopilot, oransal-integral-türev tabanlıdır (PID). Son olarak, Lyapunov teorisine dayanan otopilot geli¸stirilmi¸stir. Otopilotların performansları, benzetim çalı¸smaları kullanılarak ortaya çıkarılmı¸s ve kar¸sıla ¸stırılmı¸stır. ˙Ilave olarak, kullanılan önemli donanım bile¸senlerinin modelleri elde edilmi¸s ve donanım tabanlı benzetim çalı¸smalarında kullanılmı¸stır. Bu çalı¸smanın son parçası olarak, X5 robotunun fiziksel tasarımı yapılmı¸s ve gerçek hayat deneyleri için in¸saasına ba¸slanmı¸stır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a mathematical model and an autopilot of a new type Unmanned Aerial Robot (UAR) named X5 with a focus on Vertical Take-off and Landing (VTOL) systems. Physically, it consists of a large propeller to carry the main payload, and four small propellers for controlling the attitude. It presents a nonlinear 6 degrees of freedom (DOF) model of X5 based on Newton-Euler method for simulation and control. The mathematical model introduced in this work includes the rotor dynamics and detailed aerodynamic effects. The autopilot of X5 requires special attention because of unsymmetrical action of the big propeller in the yaw plane. Three different autopilots have been developed and simulated based on the simplified mathematical model of X5. Proportional Derivative (PD) controller is the first technique developed for altitude, attitude and position control. The second controller designed is based on Proportional Integral Derivative (PID) controller. The third one is based on Lyapunov control theory. The performances of controllers have been evaluated and compared with simulation based experiments. Furthermore, all the relevant hardware components have been modeled which enable us to perform hardware-in-the-loop experiments. In the final part of this study, the suggested aerial robot, i.e., X5, has been designed physically and it is being constructed to perform real life experiments.
Benzer Tezler
- Design and control of a winch driven grasping mechanism for a quadrotor unmanned aerial vehicle
Dört rotorlu insansız hava aracı için makaralı yük alma-bırakma mekanizması tasarımı ve kontrolü
MEHMET OKAN GÜNEY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Turaç insansız hava aracının aerodinamik tasarım, modelleme ve analizi
The aerodynamic desing, modelling and analysis of turac unmanned air vehicle
ASLIHAN VURUŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- İnsansız hava aracı için bir borda bilgisayarının mimarisi ve tasarımı
Başlık çevirisi yok
SAİT N. YURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. T. BERAT KARYOT
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Antenna and frequency selective surface design for 3.1 GHZ detect and avoid radar system on unmanned aerial vehicle
İnsansız hava aracında 3.1 GHZ tespit ve kaçınma radar sistemi için anten ve frekans seçici yüzey tasarımı
MOHAMMAD HAROON AZAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
DOÇ. DR. HÜSEYİN ŞERİF SAVCI