BİR İNSANSIZ HAVA ARACINDA KONTROL YÜZEYİ KİLİTLENMESİNİ TAKİBEN OTOMATİK DÜZELTME VE ÖZERK UÇUŞ YETENEĞİ. Ankara,

Benzer belgeler
İnsansız Hava Araçları için Kontrol Yüzey Kaybını Dengeleyici ve Yan Rüzgâr Koşullarında Çalışabilen Otomatik Uçuş ve İniş Sistemi Tasarımı

Soru No Puan Program Çıktısı 7,8 1,

Bilgi Tabanı (Uzman) Karar Verme Kontrol Kural Tabanı. Bulanık. veya. Süreç. Şekil 1 Bulanık Denetleyici Blok Şeması

DERS 7. Türev Hesabı ve Bazı Uygulamalar II

Döngüde Donanımsal Benzetim Test Platformu Kullanarak Otopilot Tasarımı. Autopilot Design Using Hardware-in-the-Loop Test Platform

KİRİŞ MESNET BÖLGELERİ

Dört Rotorlu İnsansız Hava Aracı için Kayan Kipli Kontrolcü Tasarlanması Design of a Sliding Mode Controller for Quadcopter

SENKRON GENERATÖRLERİN FARKLI DERECE MODELİNDEKİ ANALİZLERİNİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF ANALYSIS DIFFERENT ORDER MODELS OF SYNCHRONOUS GENERATORS

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EET305 OTOMATİK KONTROL I Dr. Uğur HASIRCI

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI AÇISINDAN RÜZGAR ENERJİSİNİN TÜRKİYE DEKİ KAPASİTESİ ÖZET

Dönüşüm Simülatörü Tasarımı The Design of Transform Simulator

bir süzgeç tasarım programı

Elektrik Devrelerinin Temelleri. Neslihan Serap Şengör Devreler ve Sistemler A.B.D. oda no:1107 tel no:

Atomlardan Kuarklara. Test 1

İnsansız Hava Araçları için Çift Telli Sarkaç Kullanarak Atalet Momentlerinin Hesaplanması ve Otopilot Tasarımı

Farklı Kural Tabanları Kullanarak PI-Bulanık Mantık Denetleyici ile Doğru Akım Motorunun Hız Denetim Performansının İncelenmesi

DÖRT ROTORLU İNSANSIZ HAVA ARACI İÇİN DENGELEYİCİ OTOPİLOT TASARIMI

Tambur dişlisinin tambura montajı

Kayıplı Dielektrik Cisimlerin Mikrodalga ile Isıtılması ve Uç Etkileri

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

30. HAZERFAN İHA nın UZUNLAMASINA HAREKET DİNAMİĞİ ve KONTROLÜ. Özet

THREE PHASE GRID INTERACTIVE INVERTER FOR RENEWABLE ENERGY SOURCES

GAMA TİPİ SERBEST PİSTONLU BİR STİRLİNG MOTORUNUN DİNAMİK VE TERMODİNAMİK ANALİZİ

Cilt: 7 Sayı: 3 s , 2004 Vol: 7 No: 3 pp , , TRABZON ÖZET

Asenkron Makinanın Alan Yönlendirme Kontrolünde FPGA Kullanımı ALAN İ., AKIN Ö.

ETİL ASETAT ÜRETİMİNİN YAPILDIĞI TEPKİMELİ DAMITMA KOLONUNUN AYIRIMLI ( DECOUPLING ) PID KONTROLÜ

Sponsorlar için detaylı bilgi, ekte sunulan Sponsor Başvuru Dosyası nda yer almaktadır.

DOĞUŞ ÜNİVERSİTESİ MATEMATİK KLÜBÜ FEN LİSELERİ TAKIM YARIŞMASI 2007 SORULARI

ALGORİTMİK DURUM MAKİNALARI (ADM) [ ALGORITHMIC STATE MACHINE (ASM ) ]

1. Giriş. 2. Dört Rotorlu Hava Aracı Dinamiği 3. Kontrolör Tasarımı 4. Deneyler ve Sonuçları. 5. Sonuç

Journal of ETA Maritime Science

DERS 9. Grafik Çizimi, Maksimum Minimum Problemleri

DRC ile tam bölünebilmesi için bir tane 2 yi ayırıyoruz. 3 ile ) x 2 2x < (

Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorların Öz-Ayarlamalı Bulanık-PID Denetleyici ile Benzetim Çalışması ve Hız Denetimi

Döner Kanat İnsansız Hava Aracının Dinamik Modellenmesi ve Benzetimi

GÜRBÜZ UÇUŞ VE İNİŞ OTOPİLOTU ROBUST FLIGHT AND LANDING AUTOPILOT

FARKLI SICAKLIKLARDAKİ GÖZENEKLİ İKİ LEVHA ARASINDA AKAN AKIŞKANIN İKİNCİ KANUN ANALİZİ

Takviyeli Kirişlerin Çift Perdeli Sistem Modeli ile Yaklaşık Analizi

Matris Konverterden Beslenen Lineer Asenkron Motor Modeli ve Matlab/Simulink ile Benzetimi

300 = Ders notlarındaki ilgili çizelgeye göre; kömür için üst kaplama kalınlığı 4 mm, alt kaplama kalınlığı 2 mm olarak seçilmiştir.

İlk Tanımlar. Dışmerkezlik ve Konikler. Tanım-1. Tanım-2. Tanım-3. e koniğin dışmerkezliği; - MF p koniğin parametresi;

ORTAM SICAKLIĞININ SOĞUTMA ÇEVRİMİNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK MODELLENMESİ

İ.T.Ü. Makina Fakültesi Mekanik Ana Bilim Dalı Bölüm 7. Seviye Düzlemi

AKILLI YAPILARIN SONLU ELEMANLAR TEKNİĞİ KULLANILARAK MODELLENMESİ. Tarkan Çalışkan Havacılık Mühendisliği Bölümü, ODTÜ, 06531, Ankara.

Ruppert Hız Mekanizmalarında Optimum Dişli Çark Boyutlandırılması İçin Yapay Sinir Ağları Kullanımı

IŞINIM VE DOĞAL TAŞINIM DENEYİ

DERS 9. Grafik Çizimi, Maksimum-Minimum Problemleri Grafik çiziminde izlenecek adımlar. y = f(x) in grafiğini çizmek için

Teknik Not / Technical Note KONUT SEKTÖRÜ İÇİN LİNYİT KÖMÜRÜ TÜKETİCİ FAZLASI

w0= γb0 6.1 B(t)=2B1Cosw1t Şekil 6.1: Sabit B0 ve değişken B(t) alanlarının etkisinde bir dipol momenti.

İyon Kaynakları ve Uygulamaları

Bir döner kanata arıza toleranslı uçuş kontrol sistemi tasarımı. Fault tolerant flight control system design to a rotary wing aircraft

Yuvarlakada Kavşakların Kapasiteleri Üzerine Bir Tartışma *

YÜK KANCALARI VİDALI BAĞLANTILARINDA KULLANILAN FARKLI VİDA DİŞ PROFİLLERİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ GERİLME ANALİZİ

BÖLÜM II A. YE Đ BETO ARME BĐ ALARI TASARIM ÖR EKLERĐ ÖR EK 2

Dikey İniş Kalkış Yapabilen Sabit Kanatlı İnsansız Hava Aracı Çalışmaları

Geriye Yayılım Algoritması Bazı İpuçları

doldurulması sırasında yayınlanan karakteristik X-ışınlarını bulması

SES-ÜSTÜ KANARD KONTROLLÜ FÜZELER İÇİN SERBEST DÖNEN KUYRUĞUN ŞEKİL OPTİMİZASYONU

MMT206 MAKİNE ELEMANLARI-I (DERS NOTLARI)

{ } { } Ters Dönüşüm Yöntemi

TANITIM ve KULLANIM KILAVUZU. Modeller UBA4234-R. Versiyon : KK_UBA_V3.0210

DÖRT ROTORLU BİR İNSANSIZ HAVA ARACININ GERİ- ADIMLAMA YÖNTEMİ İLE YOL TAKİBİ KONTROLÜ

HAVACILIK. Uçuşun Temelleri. 1. Havacılık Nedir? 2. Havacılık Çeşitleri Nelerdir? Askeri. Sivil Havacılık. Havacılık. Genel. Havacılık.

VDE 0660 Bölüm 500/IEC Yürütülen test: Ölçülen darbe akım direnci I pk. Ip darbe kısa devre akımı [ka] Bara tutucusu mesafesi [mm]

MAK669 LINEER ROBUST KONTROL

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK'2015, Eylül 2015, Denizli

metal (bakır) metaloid (silikon) metal olmayan (cam) iletken yar ı iletken yalıtkan

ECAC Havaalanı Gürültüsü Hesaplama Metodunun Teknik Detayları Vitor Rosão

AERODİNAMİK KUVVETLER

FLAP TİPİNDEKİ DENETİM YÜZEYLERİ İÇİN ANTAGONİSTİK TİP ŞEKİL BELLEKLİ ALAŞIMLI BİR EYLETİCİ TASARIMI

Emre KIYAK * ve Gülay İYİBAKANLAR. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

11. SINIF SORU BANKASI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 1. Konu ELEKTRİKSEL KUVVET VE ELEKTRİK ALAN TEST ÇÖZÜMLERİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

Üstel Dağılım SÜREKLİ ŞANS DEĞİŞKENLERİNİN OLASILIK YOĞUNLUK FONKSİYONLARI

IKTI Mayıs, 2010 Gazi Üniversitesi-İktisat Bölümü

BÖLÜM 2- HATA VE HATA KAYNAKLARI SORULAR ÇÖZÜMLER & MATLAB PROGRAMLAMA

Adnan GÖRÜR Duran dalga 1 / 21 DURAN DALGA

DESIGN OF A FUZZY-PI CONTROLLED THREE-PHASE ACTIVE POWER FILTER

YAYLAR. d r =, 2 FD T =, 2. 8FD τ = , C= d. C: yay indeksi, genel olarak 6 ile 12 arasında değişen bir değerdir. : Kayma gerilmesi düzeltme faktörü

Sinyal Analizi ve Kontrol (AEE303) Ders Detayları

DÖRT ROTORLU İHA İÇİN H LOOP SHAPE YÖNTEMİ İLE DENGELEYİCİ OTOPİLOT TASARIMI

NEM ALMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ

A noktasında ki cisim uzaklaşırken de elektriksel kuvvetler iş yapacaktır.

8. KAPALI FONKSÝYONLARIN TÜREVÝ

Çay Atıklarından Aktif Karbon Üretimi ve Adsorpsiyon Proseslerinde Kullanımı

Kontrol Sistemleri. Frekans Ortamında Karalılık

HİBRİT (TURBOFAN/GÜNEŞ ENERJİLİ) İTKİ SİSTEMLİ YÜKSEK İRTİFA İNSANSIZ HAVA ARACI KAVRAMSAL TASARIMI ÖZET

MODÜL-13 ÖRNEK SORULAR. 1. Aşağıdakilerden hangisi ana uçuş kontrol yüzeylerinden biri değildir?

Sabit Bağlama Gövde Hesabı

Otonom Bir Traktörün Yörünge Kontrolü

DURUM GERİBESLEMELİ UÇUŞ KONTROL SİSTEM TASARIMI. Emre KIYAK 1, * FLIGHT CONTROL SYSTEM DESIGN WITH STATE FEEDBACK

PID ve Bulanık Denetime Dayalı Otopilot Tasarımlarının Karşılaştırılması

Yinelemeli ve Uyarlanır Ayrıt Saptayıcı Süzgeçleri

MATEMATİK (LİSE) ÖĞRETMENLİĞİ

Infrared Kurutucuda Ayçiçeği Tohumlarının Kuruma Davranışı ve Kuruma Modellerine Uyum Analizi

Sabit Kanatlı İHA için Çevik Kontrolcü Tasarımı ve Uçuş Denemeleri Controller Design for Agile Maneuvering Fixed-Wing UAV and Flight Tests

GİRİŞİMCİ WEB SAYFALARININ DEĞERLENDİRİLMESİNDE BULANIK BİLİŞSEL HARİTALAMA YÖNTEMİNİN KULLANIMI

KAYNAKLAR. 1. Signals and Systems, Alan V. Oppenhein, Alan S. Willsky, Ian T. Young - Prentice Hall Signal Processing Series (1983)

Transkript:

BİR İNSANSIZ HAVA ARACINDA KONTROL YÜZEYİ KİLİTLENMESİNİ TAKİBEN OTOMATİK DÜZELTME VE ÖZERK UÇUŞ YETENEĞİ Coşku KASNAKOĞLU (a), Ünvr KAYNAK (b), Abullah Giray YAĞLIKÇI (a), Fahrttin KOÇ (a), Arif Önr IŞIKMAN (a) (a) TOBB Ekonomi v Tknoloji Üniv. Elktrik Elktronik Müh. Böl., 656, Ankara, kasnakoglu@tu.u.tr (b) TOBB Ekonomi v Tknoloji Üniv. Makin Müh. Böl., 656, Ankara, ukaynak@tu.u.tr ÖZET Çok sayıa uçak kazasının uçak sistm arızası ya a srvo kilitlnmsi sbbiyl uçuş kontrol ytnğinin kaybilmsi nticsin oluştuğu bilinmkt/şüphlnilmktir. Bu çalışmaa, hasarlı bir insansız hava aracının (İHA) harktinin otomatik üzltilmsi v özrk syrüsfri göstrilmktir. Örnk olarak bir yön ümni kontrol srvosu kilitlnn insansız uçağın harktinin otomatik üzltilmsi v özrk syrüsfri için bir otopilot tasarımı üzrin urulmaktaır. Dğişik snaryolara ayalı bnztimlr, yni otopilotun bu kabil urumlara uçuşu mniytl vam ttirbiliğini v özrk syrüsfr sağlayabiliğini göstrmktir. Anahtar Klimlr: Srvo kilitlnmsi, otomatik üzltm, özrk syrüsfr, oğrusal olmayan inamik mol, ümn kilitlnmsi, alışılmaık urum, şgüümsüz harkt ABSTRACT Loss of flight control authority in rsult of a systm amag or an actuator jam is known or suspct to b th potntial caus of many aviation accints. In this stuy, automatic rcovry an autonomous guianc of a isabl unmann air vhicl (UAV) is monstrat. As an xampl th cas of a rur actuator jam is consir an an autopilot sign is carri out for automatic rcovry an autonomous navigation of th aircraft. Diffrnt scnario bas simulations show that th nw autopilot sign is capabl of sustaining saf flight an autonomous navigation unr such malfunctions. Kywors: Srvoactuator jam, automatic rcovry, autonomous navigation, nonlinar ynamic mol, rur failur, unusual attitu, uncoorinat motion. GİRİŞ Son yıllara oluşan çok sayıa uçak kazasının kontrol yüzy hasarı ya a kilitlnmsi sonucu myana gliği bilinmktir []. Bilhassa yön ümni

kilitlnmsi bu konua başta gln şüphli urumur [2-3]. Bir uçağın kontrol yüzyi kaybına uğraması urumuna takip n uçuş urumuna alışılmaık urum nmkt olup uçuş sas olarak şgüüm ışıır. Bunun sbbi sağlam kalan kontrol yüzylrinin, ortaya çıkan anormal kuvvt v momntlri karşılamak üzr, normal olarak açılmaları grkn yönün trs yönün açılmaları grkmsiir. Buna normal urumlar âhilin n güzl örnk yan rüzgâr altına iniş yapan bir uçağın yaptığı kayma harktini sağlamak için kontrol yüzylrinin yönlriir. Kontrol yüzyi srvo kilitlnmsi vya hasarı oluştuğuna, hasarın rkn vya otomatik tşhisi, kalan yüzylri kullanarak uçuşa vam ilmsi v nihayt uçağın salimn yr inirilmsi hayatı iam açısınan çok önmliir [4]. Hangi hasar urumuna kalan kontrol ytnğiyl uçuşun vam ttirilbilcği hususu a önmli bir husus olup, kalan kontrol ytnği ytrli bil olsa pilot için grkn iş yükü aşırı olabilir v bu urumu karşılayan bir otomatik pilot tasarımı grkir. Bu konua yapılan çalışmalar aha ziya akıllı kontrol yönün glişmktir [5]. Bunlar arasına bilhassa gürbüz kontrol, oğrusal olmayan kontrol v son zamanlara bulanık, gntik v sinir ağı kontrol tkniklri göz çarpmaktaır [6]. 2. PROBLEMİN TANIMI Bu çalışmaa bir insansız hava aracı için alışılmamış (olağanışı) urumları karşılayacak uçuş kontrol yasalarını kapsayan bir otomatik pilot tasarlanacaktır. Bu otopilotun bir yön ümni kilitlnmsini takibn uçağı otomatik olarak üzltbilcği v uçağın sabit irtifaa bir manvra yaparak yakınaki bir havaalanının yaklaşma hattına girbilcği göstrilcktir. Bu amaçla, uçuş kontrol yasalarını türtmk için srbstç bulunabiln FDC.2 A SIMULINK Toolbox for Flight Dynamics an Control Analysis [7] bilgisayarlı bnztim v kontrol yazılımı kullanılacaktır. Bnztimlr Airlib kütüphansinki RQ-2 Pionr insansız hava aracının oğrusal olmayan inamik moli kullanılacaktır [5]. 3. DOĞRUSAL OLMAYAN UÇAK MODELİ Doğrusal olmayan uçak molinin urum uzayı şkli uçak göv, kararlılık v rüzgâr ksnlrin () vrilmiştir. Buraa x urum vktörü, F tot v M tot sırasıyla ış kuvvt v momntlrir. x = f( xf, tot( t), Mtot( t)) () Durum vktörü rüzgâr ksnlrin T x= [ V, α, β, pqr,,, ϕqy,,, x, y, h] (2) şklin vrilmkt olup buraa V toplam hızı α v β hücum v kayış açıları, p, q, r göv açısal hızları, φ, θ, ψ Eulr açıları, x, y v h yr bağlı ataltsl ksnlrir [7]. Aroinamik, itkisl, yrçkimi v atmosfr kuvvtlri Ftot = ff ( xt ( ), ut ( ), vt ( ), t) (3) Mtot = fm ( xt ( ), ut ( ), vt ( ), t) (4) şklin vrilmkt olup, örnğin aroinamik kuvvt v giri vktörlri

F = f ( xxu,, ) (5) aro aro aro [,,, ] aro a r t T u = δ δ δ δ (6) şklinir. Buraa δ lvatör açısını, δa lron açısın, δr yön ümni açısını v δt gaz kolu msafsini tmsil tmktir. Aroinamik kuvvt v momntlr is kararlılık türvlri aı vriln boyutsuz katsayılarla (C Xa, C Ya, C Za, C la, C ma, C na ) tanımlanırlar [7]. Örnğin, uzunlamasına ksn aroinamik kuvvt aşağıaki gibi vrilir: 2 3 qc C = C + C a + C a + C a + C + C δ + C δ + C aδ (7) Xa X X a X 2 X 3 Xq X r X f X f a a δ r δ f aδ f V Pionr insansız hava aracının bilgisayar moli için FDC yazılımı için MATLAB/SIMULINK in Airlib [5] moli kullanılmaktaır. 4. OLAĞANDIŞI UÇUŞ DURUMU İÇİN OTOMATİK PİLOT TASARIMI Bu bölüm örnk olarak uçak 4 m/ s hızla v m yüksklikt normal uçuşunu grçklştirirkn yön ümninin on rclik bir açıa (yani r = =.745 ra ) sıkıştığı urum inclncktir. Kontrolsüz uçuş urumu için Airlib kütüphansi âhilinki oğrusal olmayan Pionr İHA moli kullanılarak grçklştiriln SIMULINK bnztim sonuçları Şkil görülbilir. Şkiln görülbilcği üzr uçak kni ksni trafına önmy başlamakta, irtifa kaybtmkt v 4 saniyn aha kısa bir sür için yüksk bir hızla yr vurmaktaır. Bu sür bir insan pilotun uçağı kurtarmak için uygun bir tpki göstrbilmsi için olukça kısa v ytrsiz bir sürir. Bu a, böyl acil urumlara müahal ck bir otomatik pilot tasarımının büyük faya sağlayacağının bir göstrgsiir. Otomatik pilot tasarımı için ilk aım, istniln şartları sağlayan bir çalışma noktası hsaplanmasıır. Bunun için MATLAB altınaki Control an Estimation Tools Managr aracınan v Airlib kütüphansinki fonksiyonlaran fayalanılmıştır. Uçağın yön ümninin on rcy kilitlniği uruma, sağlanması grkn şartlar aşağıaki gibi ifa ilbilir v = 4 m / s, z = m, δr =.745 ra, α β p q r ψ θ φ z (8) = = = = = = = = = t t t t t t t t t Bu şartları sağlayan bir çalışma noktası aşağıaki gibi hsaplanmıştır x = v, αβ,, pqr,,, yqφ,,, x, y, z = [ ] [ 4,.68633,.525,,,,, -.525,.9395,,,] u = [ F, δ, δ, δ ] = [ 276.9, 556, -.249,. 7453] (9) x a r.27 Yön ümni kilitlnmsi urumuna İHA, istniln hız v yüksklikt uçmaya

8.2.2.5 v (m/s) 6 4 2 2.5 alpha (ra)..8.6 2.5 bta (ra). 2 p (ra/s) -.5 2.5 8 q (ra/s) r (ra/s) psi (ra) -5 thta (ra) -.5 z (m) 6 4 -.5 2 -.5 2 2 5 2 2 2 phi (ra) -2 2 z (m) 2 Ay (g) -.5 2 chi (ra) -2 2-2 y (m) 2 x (m) 3 Şkil. Doğrusal olmayan uçak molinin v = 4 m/ s hıza v h m = yüksklikt yön ümni sıkışması urumu altınaki kontrolsüz SIMULINK bnztimlri. vam bilmk için olağanışı bir uruma uçmak zorunaır. Bu urumu aha nt anlayabilmk için yana kayma açısı β ( ra ) v yatış açısı φ ( ra ) ğrlrinin sıfıran farklı oluğu gözlmlnbilir ki bu a uçağın yana yatmış oluğu v kayarak uçmakta oluğu anlamına glmktir. Yön ümni kilitlnmsi urumuna griy kullanılabilck sac üç tan giriş ( F x, δ v δ a ) kalığı için bu girişlri kullanarak n fazla üç çıkışı kontrol tmk mümkün olacaktır. Bu çıkışlar uçağın hızı vm ( / s, ) yükskliği z( m ) v uçuş yönü χ( ra ) = ψ + β olarak sçilmiş olup, bu uruma çıkış vktörü y= [ vz,, χ ] olarak ifa ilbilir; buraa ψ ( ra ) uçağın sapma açısıır. Uçuş yönünü ( χ ) ğiştirmk için uçağın yana yatırılması (yani φ açısının ğiştirilmsi) grkliir. Bu nnl önc yatış açısı φ yi istniln bir ğr gtirck bir iç kontrolör tasarlanıktan sonra, uçuş yönünü istniln bir c açısına gtirmk için grkn φ yatış açısını ürtck bir ış kontrolör oluşturulacaktır (bkz Şkil 2). İç kontrolörün tasarımı için önc oğrusal olmayan uçak moli çalışma koşulları olan ( x, u ) noktası trafına oğrusallaştırılmıştır. Bu işlmin sonucuna aşağıaki gibi bir oğrusal urum uzayı sistmi ortaya çıkmıştır x = Ax + Bu G () y = Cx + Du

v, z, A, y, c + - Dış + Kontrolcü - φ İç Kontrolcü Uçak Moli y χ vz,, A, φ y Şkil 2. Otopilot tasarımı için kullanılan kapalı çvrim sistminin yapısı. Buraa çıkış vktörü y kontrol ilmsi istniln sinyallrn oluşmaktaır, yani y= [, vz, φ]. Bu aşamaa amaç, G sistmi için vriln bir, y = ( v, z, c ) rfransını takip ck bir kontrolcü tasarlamaktır; bunun için çvrim şkillnirm tkniği kullanılacaktır. Kısaca öztlmk grkirs çvrim şkillnirm tkniği il tasarlanan K kontrolcüsü, kapalı çvrim sistmini kararlaştıracak v GK transfr fonksiyonun sigma çizgsinin şklini istniln bir G şklin mümkün oluğuna yakın kılacak bir H kontrolörür [24]. Elki kontrolör tasarımı için istniln çvrim şkli aşağıaki gibi sçilmiştir G ( s) = iag,,, () s s s s Buraa iag kısaltması köşgn (iyagonal) matris için kullanılmıştır. Yukarıa sçiln çvrim şklinin l ilmsi mk, ( v, z,, φ ) rfranslarınan (, vz, φ ) çıkışlarına tanımlanan kapalı çvrim transfr fonksiyonu matrisi T() s nin yaklaşık olarak aşağıaki gibi olması mktir ( ) ( )[ ( )] iag,,, T s = G s I + G s (2) s+ s+ s+ s+ Bu a köşgnlr kalan kanalların 5τ = 5s için bir yakınsaması, köşgn ışı kanalların a sıfıra kalması mktir. Bu a istniln rfrans takiplrinin başarılması, bunun yanına ilgisiz komutlar v tpkilr arasınaki tkilşimin ortaan kalırılması anlamına glir. Sonraki aım, istniln bir uçuş yönünn ( c ) grkli yatış açısı komutunu ( φ ) ürtn bir ış kontrolör tasarlanması v yukarıa l iln iç kontrolörün çvrsin sarılmasıır (bkz. Şkil 2). Bu iş için ihtiyaç uyulan kontrolcü tk giriş v tk çıkışlı bir kontrolcü oluğunan, basit bir oransal türvsl intgral (PID) kontrolcü kullanılması uygun görülmüştür. Sistmin fiziksl olarak aha grçklnbilir olması v türvn gln gürültü tkilrinin G

azaltılabilmsi için türv trimin bir filtr klnmiştir. Öztl, kullanılan kontrolcü aşağıaki biçimir Φ ( s) Ki Ks = K p + + (3) Χ ( s) s s/ N + Buraa kontrolcü katsayıları nysl olarak K p = 4, K i = 3, K = 3 v N = biçimin blirlnmiştir. Son olarak bu ış kontrolcü, aha yukarıa tasarlanan iç kontrolcü v oğrusal olmayan Pionr İHA moli Şkil 2 göstriliği gibi bağlanarak SIMULINK bnztimlri yapılmıştır. Bnztimlr l alınan snaryo aşağıaki gibiir: Pionr İHA p currnt = (,) konumuna ikn, c currnt = yönün v = 4 m/ s hızla v z = m yükskliğin ilrlrkn t = anına yön ümni srvosu sıkışmış v yön ümni lik bir açıya kilitlnmiştir. Bu uruma İHA nın acil iniş yapması grkliir. İHA nın inbilcği n yakın pist p = (3299 m,25 m) konumuna runway bulunmaktaır v pist yaklaşma yönü 3 rcir. Amaç İHA nın hızını v yükskliğini muhafaza rk aracı pist n az 5 m uzaklıkta bir hf noktaya gtirmk v bu noktaaki uçuş yönünü pist yaklaşma yönü il uyumlu hal gtirmktir; yani bu noktaaki uçuş yönü χ targt = 3 =.5236 ra olmalıır. Bu hf nokta basit gomtrik hsaplamalar il ptargt = (2 m, 2 m) olarak l ilbilir. Uçağı başlangıç noktası p currnt an hf nokta p targt a yönlnirck manvralar yin gomtrik bağıntılar vya grafiksl yöntmlr il aşağıaki gibi l ilbilir: ) t [,2] aralığına açıyı χ = an χ =.57 ra a oğrusal olarak ğiştir, 2) t [2,585] aralığına açıyı χ =.57 ra a sabit tut. 3) t [585,775] aralığına açıyı χ =.57 ra an χtargt.5236 ra a oğrusal olarak ğiştir. Kapalı çvrim sistminin yukarıa anlatılan snaryo altınaki SIMULINK bnztim sonuçları Şkil 3-4 t görülbilir. Uçağın yükskliği z = m sabit oluğu için yörüngnin sac x v y bilşnlri göstrilmiştir. Bu şkillrn uçağın istniln yörüngyi olukça yakın bir biçim takip ttiği v n sonuna istniln uzaklıkta (5 m ) pist il hizalanığı görülmktir. 5. SONUÇLAR VE GELECEKTEKİ ÇALIŞMALAR Bu çalışmaa, hasarlı bir insansız hava aracının harktinin otomatik üzltilmsi v özrk syrüsfri için alışılmaık urumları kapsayan bir otomatik pilot gliştirilmiştir. Otomatik pilot tasarımı çvrim şkillnirm tkniklri kullanılarak yapılmış olup uzunlamasına v yanlamasına harktlrin tkilşimi açık olarak l alınmıştır. Glck çalışmaa, yön ümni srvosu

v (m/s) 4.2 4. 4 39.99 5.2 alpha (ra).7.68.66 5.2 bta (ra).6.55.5.45 5 p (ra/s).5 -.5 5. q (ra/s). r (ra/s) psi (ra) thta (ra)..9 -. 5.25 -.2 5. 5 -.6.8 5 2 phi (ra).2.5 z (m).5 Ay (g) -.7 chi (ra). 5 999.95 5 -.8 5 5 Şkil 3. Doğrusal olmayan uçak molinin v = 4 m/ s hıza v h = myüksklikt yön ümni sıkışması urumu altınaki kontrollü SIMULINK bnztimlri. x 4 2.5 y (m).5 Esas Gzing Rfrans Gzing Hf Nokta Hf Pist kilitlnn bir insansız hava aracının yan rüzgâr altına otomatik inişi göstrilcktir. TEŞEKKÜR.5.5 2 2.5 3 3.5 x (m) x 4 Şkil 4. Doğrusal olmayan uçak molinin v = 4 m/ s hıza v h m = yüksklikt yön ümni sıkışması urumu altınaki kontrollü SIMULINK bnztimlri. Yazarlar Th Flight Dynamics an Control (FDC) Toolbox için Dr. Marc Rauw v Airlib toolbox için Dr. Giampiro Campa ya tşkkür rlr.

KAYNAKÇA [] National Transportation Safty Boar, Aircraft Accint Rport, PB9-946, NTSB/ARR-9/6, Unit Airlins Flight 232, McDonnll Douglas DC-, Sioux Gatway Airport, Sioux City, Iowa, July 989. [2] Th Joint Unmann Combat Aircraft Systms (J-UCAS) program sponsor by DARPA. http://www.rockwllcollins.com/athna/mos/amagtolranc/ [3] Bray C., Th Rur Story, Th Boing 737 Tchnical Gui, 27. http://www.b737.org.uk/rur.htm [4] Burcham, Frank W., Jr., Trinl A. Main, C. Goron_Fullrton, an Lanni Dan Wbb, Dvlopmnt an Flight Evaluation of an Emrgncy Digital Flight Control Systm Using Only Engin Thrust on an F5 Airplan, NASA TP-3627, Spt. 996. [5] Guny-Burlt, K., Krishnakumar, K., Lims, G., Bryant, D., "Augmntation of an Intllignt Flight Control Systm for a Simulat C7 Aircraft". JACIC 24, 542-9423 Vol. no.2 (526-542). [6] Kanshig, John, John Bull, an Josph J. Totah, Gnric Nural Flight Control an Autopilot Systm, AIAA 2-428, August 2. [7] Rau, M., FDC.2 A Simulink Toolbox for Flight Dynamics an Control Analysis, 2n Eition, May, 2, http://www.utchroll.com. [8] Rysyk, Rolf T., an Anthony J. Calis, Fault Tolrant Flight Control via Aaptiv Nural Ntwork Augmntation, AIAA 98-4483, August 998. [9] Stvns, B.L. an Lwis, F.L., Aircraft Control an Simulation, Wily, 2, 23. [] Tj, R.T.H., Mulr, J.A., Stability an Control Drivativs of th D Havillan DHC-2 Bavr Aircraft, Rport LR-556, Dlft Univrsity of Tchnology, Faculty of Arospac Enginring, Dlft, Th Nthrlans, 988 [] Gag, S., Fly a Plan, Sptmbr 22, 24, http://www.mathworks.com/matlabcntral/filxchang/34, MATLAB Cntral._ [2] L, V.X., an Safonov, M.G., Rational matrix GCD's an th sign of squaring-own compnsators--a stat spac thory. IEEE Trans. Autom.Control, AC-36(3):384-392, March 992. [3] Guny-Glovr, K., an McFarlan D., Robust stabilization of normaliz coprim factor plant scriptions with H-boun uncrtainty. IEEE Trans. Autom. Control, AC-34(8):82-83, August 992. [4] Chiang, R.Y., an Safonov, M.G., H-infinity synthsis using a bilinar pol-shifting transform. AIAA J. Guianc, Control an Dynamics, 5(5):5, Sptmbr-Octobr 992. [5] Campa, G., Airlib Toolbox, Fbruary 3, 23, http://www.mathworks.com/matlabcntral/filxchang/39-airlib, MATLAB Cntral._