Bu çalýþmada dört rotorlu bir insansýz hava aracýnýn, yörünge kontrolü için durum geri beslemeli bir optimal kontrolör tasarýmý önerilmiþtir. Kontrolör tasarýmýnýn en önemli aracý dýþ bükey optimizasyon temelinde doðrusal matris eþitsizlikleri yaklaþýmýdýr. Dört rotorlu insansýz hava aracýnýn, Euler ve Newton hareket denklemleri ile doðrusal olmayan, altý serbestlik dereceli hareket denklemleri elde edilmiþtir. Elde edilen hareket denklemleri ile aracýn simülasyon modeli kurulmuþtur. Altý serbestlik dereceli model dinamikleri, üç eksendeki doðrusal hareket ve bu eksenlerdeki dönme hareketlerini içermektedir. Bazý kabul ve kýsýtlamalar ile doðrusal olmayan hareket denklemleri doðrusal denklemlere dönüþtürülerek, doðrusal, altý serbestlik dereceli insansýz hava aracý denklemleri elde edilmiþ ve simülasyon modeli kurulmuþtur. Elde edilen doðrusal denklemler ile sistem Durum-Uzay formuna getirilmiþtir. Elde edilen Durum-Uzay denklemleri ile durum geri beslemeli optimal bir kontrolcü tasarlanmýþtýr. Tasarlanan kontrolcü öncelikle doðrusal modelde uygulanmýþ ve referans yörünge takibi sonuçlarý elde edilmiþtir. Ardýndan, tasarlanan kontrolcüyü çok daha gerçekçi bir modelde test etmek adýna doðrusal olmayan model kullanýlmýþ, ayrýca bu modele dört rotorun rotor modelleri de eklenmiþtir. Elde edilen, doðrusal olmayan insansýz hava aracý modeline, daha önce doðrusal denklemlerin durum-uzay formu üzerinden tasarlanmýþ kontrolcü uygulanmýþtýr. Ýnsansýz hava aracý modeline, takip etmesi istenen referans yörüngeler verilmiþ ve aracýn takip ettiði yörüngeler sonuç olarak alýnmýþtýr. Yapýlan nümerik simülasyon çalýþmalarý sonucunda tasarlanan kontrolörün agresif manevralar durumunda yüksek bir yörünge izleme performansýna sahip olduðu gözlemlenmiþtir.
Anahtar Kelimeler: Optimal Kontrol, Ýnsansýz Hava Aracý, Yörünge Takibi
|
