Pürüzlü pist koşullarında cessna 172 iniş dinamikleri için genetik algoritma ile optimize edilmiş kesirli dereceli pıd tasarımı
Genetic algorithm-optimized fractional-order pid controller for cessna 172 landing dynamics on rough runways
- Tez No: 972617
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BILAL EROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, değişken pist pürüzlülüğü koşulları altında uçak iniş performansını artırmak amacıyla Genetik Algoritma ile optimize edilmiş Kesirli Dereceli PID kontrolörü (FOPID-GA) kullanan sağlam ve uyarlanabilir bir kontrol stratejisi sunmaktadır. Cessna 172 uçağının iniş dinamikleri, ISO 8608 standardına göre Sınıf A (düz) ile Sınıf D (çok pürüzlü) arasında sınıflandırılmış yüzey bozukluklarına maruz kalan doğrusal olmayan yay-sönümleyici bir sistem ile modellenmiştir. FOPID-GA kontrolörü, ayarlama esnekliğini artırmak için kesirli hesaplamaları entegre eder ve beş temel parametreyi (Kₚ, Kᵢ, Kd, λ, μ) optimize etmek için Genetik Algoritma kullanır. Bu optimizasyon, IAE, ISE, ITAE, aşım ve kontrol çabası gibi çok amaçlı bir maliyet fonksiyonuna dayanmaktadır. Simülasyon sonuçları, FOPID-GA kontrolörünün tüm ölçütlerde geleneksel PID, PID-GA ve FOPID kontrolörlerinden daha üstün olduğunu ortaya koymuştur. Aşım %0.55'e, yerleşme süresi 0.6543 saniyeye, dikey ivme 0.0083 g'ye ve kontrol çabası 19.87'ye düşürülmüş; aktüatör doyumu ise yalnızca %4.9 olarak gerçekleşmiştir. Bu iyileştirmeler, geleneksel PID kontrolüne kıyasla sırasıyla aşımda %58.3, yerleşme süresinde %36.5 ve ivmede %42.7 oranında azalma sağlamaktadır. Ayrıca, FOPID-GA altı farklı kontrol yöntemi arasında genel sıralamada 1. sırada yer almıştır. Elde edilen bu sonuçlar, FOPID-GA kontrolörünün Cessna 172 gibi hafif uçaklar için yüksek performanslı, araziye uyumlu bir iniş kontrol sistemi olduğunu ve güvenliği, konforu ve yapısal bütünlüğü artırdığını kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a robust and adaptive control strategy utilizing a Fractional Order PID controller optimized via Genetic Algorithm (FOPID-GA) to enhance aircraft landing performance over variable runway roughness. The landing dynamics of a Cessna 172 are modeled using a nonlinear spring-damper system subjected to ISO 8608-classified surface irregularities ranging from Class A (smooth) to Class D (very rough). The FOPID-GA controller incorporates fractional calculus to increase tuning flexibility and uses a Genetic Algorithm to optimize five key parameters (Kₚ, Kᵢ, Kd, λ, μ), based on a multi-objective function that includes IAE, ISE, ITAE, overshoot, and control effort. Simulation results reveal that the FOPID-GA controller outperforms traditional PID, PID-GA, and FOPID controllers across all metrics. It reduced overshoot to 0.55%, settling time to 0.6543 seconds, peak vertical acceleration to 0.0083 g, and control effort to 19.87, with only 4.9% actuator saturation. These improvements represent reductions of up to 58.3% in overshoot, 36.5% in settling time, and 42.7% in acceleration compared to conventional PID control. The controller also ranked 1st overall among six benchmarked methods. These results confirm FOPID-GA as a high-performance, terrain-adaptive landing control system, improving safety, comfort, and mechanical integrity for the light Cessna 172 aircraft type.
Benzer Tezler
- F-16 burun iniş takımının pist pürüzlülüğüne karşı davranışının analizi
Başlık çevirisi yok
HAMDİ TAPLAK
- Pürüzlü eklem yüzeylerinin makaslama dayanımı parametrelerini saptanmasında Barton Görgül yenilme ölçütünün pratiğe uygulanabilirliğinin araştırılması
Investigation of the applicability of the Barton emprical criteria for the determination of shear strength parameters of rough joint surfaces
DİNÇER ÇAĞLAN
Doktora
Türkçe
2000
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. K. ERÇİN KASAPOĞLU
- Pürüzlü açık kanal akımlarında hız dağılımının incelenmesi
Investigation of velocity distribution in rough bed open channel flows
ÖZGÜR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MEHMET ARDIÇLIOĞLU
- Pürüzlü cam üzerine büyütülmüş N-tipi mikrokristal silisyum malzemelerde saf su ve ışık ile yaratılan metastabilite etkilerinin foto iletkenlik yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of metastability effects due to de-ionised water and white light in N-type microcrystalline silicon films deposited on rough glass substrate by using photoconductivity methods
HÜSEYİN MUZAFFER ŞAĞBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÜNEŞ
- Pürüzlü parçalı stokastik oynaklık (PPSO) yaklaşımı ile finansal zaman serilerinin hafıza yapısının analizi
Analysis of the memory structure of financial time series data with rough fractional stochastic volatility (RFSV) approach
SARVARBEK NAZAROV
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EkonomiDokuz Eylül Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI SEDA BİLMAN