Bu çalışmada dört rotorlu bir insansız hava aracının, yörünge kontrolü için durum geri beslemeli bir optimal kontrolör tasarımı önerilmiştir. Kontrolör tasarımının en önemli aracı dış bükey optimizasyon temelinde doğrusal matris eşitsizlikleri yaklaşımıdır. Dört rotorlu insansız hava aracının, Euler ve Newton hareket denklemleri ile doğrusal olmayan, altı serbestlik dereceli hareket denklemleri elde edilmiştir. Elde edilen hareket denklemleri ile aracın simülasyon modeli kurulmuştur. Altı serbestlik dereceli model dinamikleri, üç eksendeki doğrusal hareket ve bu eksenlerdeki dönme hareketlerini içermektedir. Bazı kabul ve kısıtlamalar ile doğrusal olmayan hareket denklemleri doğrusal denklemlere dönüştürülerek, doğrusal, altı serbestlik dereceli insansız hava aracı denklemleri elde edilmiş ve simülasyon modeli kurulmuştur. Elde edilen doğrusal denklemler ile sistem Durum-Uzay formuna getirilmiştir. Elde edilen Durum-Uzay denklemleri ile durum geri beslemeli optimal bir kontrolcü tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolcü öncelikle doğrusal modelde uygulanmış ve referans yörünge takibi sonuçları elde edilmiştir. Ardından, tasarlanan kontrolcüyü çok daha gerçekçi bir modelde test etmek adına doğrusal olmayan model kullanılmış, ayrıca bu modele dört rotorun rotor modelleri de eklenmiştir. Elde edilen, doğrusal olmayan insansız hava aracı modeline, daha önce doğrusal denklemlerin durum-uzay formu üzerinden tasarlanmış kontrolcü uygulanmıştır. İnsansız hava aracı modeline, takip etmesi istenen referans yörüngeler verilmiş ve aracın takip ettiği yörüngeler sonuç olarak alınmıştır. Yapılan nümerik simülasyon çalışmaları sonucunda tasarlanan kontrolörün agresif manevralar durumunda yüksek bir yörünge izleme performansına sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Optimal Kontrol, İnsansız Hava Aracı, Yörünge Takibi
|
