Giriş zaman gecikmesi, mühendislik uygulamalarında yaygınca görülmekte ve
genellikle sistemleri olumsuz bir şekilde etkilemektedir. Giriş zaman gecikmelerine sebep
olan etkenlere örnek olarak, algılayıcılardan elde edilen verilerde oluşan gecikmeler,
haberleşme sırasında meydana gelen gecikmeler, eyleyicilerin sürücülerinde olan
gecikmeler, işlemciler üzerinde yapılan hesaplamalarda oluşan gecikmeler ve eyleyicilerin
verilen komutu gerçeklemesi için gerekli olan süre verilebilir.
Dört motora sahip, dikey ve inişkalkış
yapabilen dört pervaneli hava aracı, yüksek
manevra kabiliyeti ve basit fizik yapısı sebebiyle günümüzde birçok mühendislik
uygulamasında yaygınca kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında, dört pervaneli bir hava
aracının pozisyon ve yönelim takibini eş zamanlı yaparken, sistemde olabilecek olan
değişken ve belirsiz giriş gecikmelerinin bozan etkilerine karşı dayanıklı denetleyici
tasarımları yapılmıştır. Dört pervaneli hava aracı, doğrusal olmayan bir sistem dinamiğine
sahiptir ve dört eyleyiciye sahip olmasına rağmen pozisyon ve yönelim denetiminin eş
zamanlı yapılabilmesi için altı serbestlik derecesinin denetlenmesi gerekmektedir.
Denetleyicinin tasarımında sistemdeki belirsiz olan terimlere, dış etkilere ve
modellenemeyen etkilere karşı kendini uyarlaması için uyarlamalı bir denetim yöntemi
kullanılmıştır. Tasarlanan denetleyicinin Lyapunov tabanlı kararlılık analizinde
LyapunovKrasovskii
fonksiyonları kullanılmış olup, yarı küresel ve hatanın mutlak bir
sınıra yakınsadığı sonuçlar elde edilmiştir. Dört pervaneli hava aracının dinamik model
benzetimi ve uyarlamalı denetleyici tasarımı MATLAB/Simulink test ortamında
gerçekleştirilmiştir. Zamanla değişen giriş gecikmeleri için üç farklı referans yörüngesi
takip benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan denetleyici, karmaşık yapılı yörüngelerde
ve sistemde oluşan giriş gecikmelerine karşı dayanıklı, sistem dinamiğindeki belirsiz
parametrelere ve toplamsal bozan etkilere karşı dayanıklı olduğu benzetim sonuçlarında
gözlemlenmiştir
Input time delay is commonly exists in engineering applications and often
negatively effects systems. Communication, actuator drivers, sensors processes,
calculations on processors, and the time needed for actuators to execute may be given as
examples of the reasons that cause input time delays.
An unmanned aerial vehicle with four propellers can vertical takeoff and landing, is
widely used nowadays in many engineering applications due to its high maneuverability
and simple physics structure. In this thesis, adaptive controllers are designed to compensate
for the effects of unknown timevarying
input delay and unknown timevarying
additive
disturbances and track the reference position and attitude trajectories of a quadrotor
concurrently. The dynamics of quadrotors include highly nonlinear terms and uncertain
parameters with additive disturbances. In addition, although quadrotors have four
propellers, six degrees of freedom have to be controlled concurrently to perform trajectory
tracking. An adaptive controller is designed to track a reference position and attitude
trajectories despite the challenges mentioned above for controlling a quadrotor. The
numerical simulations are performed in MATLAB/Simulink test environments for three
different reference trajectories. Numerical simulation results show that the designed
adaptive controller is robust to the effects of the input delays and disturbances