Model predictive controller implementation to a multicopter for stability augmentations
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: CANTÜRK SANAN
Danışman: Selahattin Çağlar Başlamışlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Çok rotorlu sistemler ucuz, basit olmaları ve gözetleme, yük taşıma gibi farklı alanlarda kullanılmaya elverişli yapıları sayesinde günümüzde askeri, sivil ve akademik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Öte yandan, işlemci ve sensör teknolojilerindeki ilerleme sayesinde, bu küçük sistemler üzerinde bile model önsezili kontrolcü gibi modern ve yüksek işlem gücü gerektiren kontrol yöntemleri uygulanabilir hale gelmiştir. Bu tez çalışması da temelde model önsezili kontrolcü ile çok rotorlu bir sistemin kararlılığında ve performansında iyileştirme sağlanmasını hedeflemektedir. Tez çalışması temel olarak altı ana süreçte özetlenebilir. Çalışma sırasında öncelikle sistem tanımlama ile tutarlı bir sistem modeli elde edilmiştir. Ardından elde edilen bu modelin uçuş testleri ile doğrulaması yapılmıştır. İkinci bölümde ise MATLAB-Simulink yazılımları kullanılarak bir benzetim modeli kurulmuş ve "MPC Designer" ile model önsezili kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan bu kontrolcü benzetim ortamında sınanmış ve referans PID kontrolcü ile karşılaştırılmıştır. Tatmin edici performans sonuçlarının alınmasının ardından "Embedded Coder" ile C kodu üretilmiş, mevcut otopilot yazılımına eklenmiş ve döngüde yazılım testleri tamamlanmıştır. Bu aşamadan sonra üretilen kod Jetson NANO kartı üzerine yerleştirilerek döngüde donanımsal benzetim safhasına geçilmiştir. Bu testlerde de yeterli performansın görülmesinin ardından ise uçuş testlerine geçilmiştir. Son olarak uçuş testlerinde sistemin gerçek uygulamada sınanmış ve referans kontrolcü ile karşılaştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Model Önsezili Kontrol, Sistem Tanımlama, Çok-rotorlu, Dört-rotorlu, Döngüde Yazılım, Döngüde Donanımsal Benzetim