Dört rotorlu bir insansız hava aracına field programmable gate array tabanlı irtifa kontrolcüsü tasarımı / (Record no. 200446033)

MARC details
000 -LEADER
fixed length control field 08139nam a2200517 i 4500
003 - CONTROL NUMBER IDENTIFIER
control field TR-AnTOB
005 - DATE AND TIME OF LATEST TRANSACTION
control field 20230908000955.0
007 - PHYSICAL DESCRIPTION FIXED FIELD--GENERAL INFORMATION
fixed length control field ta
008 - FIXED-LENGTH DATA ELEMENTS--GENERAL INFORMATION
fixed length control field 171111s2021 xxu e mmmm 00| 0 eng d
035 ## - SYSTEM CONTROL NUMBER
System control number (TR-AnTOB)200446033
040 ## - CATALOGING SOURCE
Original cataloging agency TR-AnTOB
Language of cataloging eng
Description conventions rda
Transcribing agency TR-AnTOB
041 0# - LANGUAGE CODE
Language code of text/sound track or separate title Türkçe
099 ## - LOCAL FREE-TEXT CALL NUMBER (OCLC)
Classification number TEZ TOBB FBE ELE YL’21 KEÇ
100 1# - MAIN ENTRY--PERSONAL NAME
Personal name Keçeoğlu, Bekircan
Relator term author
9 (RLIN) 134832
245 10 - TITLE STATEMENT
Title Dört rotorlu bir insansız hava aracına field programmable gate array tabanlı irtifa kontrolcüsü tasarımı /
Statement of responsibility, etc. Bekircan Keçeoğlu ; thesis advisor Coşku Kasnakoğlu.
246 11 - VARYING FORM OF TITLE
Title proper/short title Field programmable gate array based altitude controller design for a four rotor unmanned aerial vehicle
264 #1 - PRODUCTION, PUBLICATION, DISTRIBUTION, MANUFACTURE, AND COPYRIGHT NOTICE
Place of production, publication, distribution, manufacture Ankara :
Name of producer, publisher, distributor, manufacturer TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü,
Date of production, publication, distribution, manufacture, or copyright notice 2021.
300 ## - PHYSICAL DESCRIPTION
Extent xvi, 111 pages :
Other physical details illustrations ;
Dimensions 29 cm
336 ## - CONTENT TYPE
Content type term text
Content type code txt
Source rdacontent
337 ## - MEDIA TYPE
Media type term unmediated
Media type code n
Source rdamedia
338 ## - CARRIER TYPE
Carrier type term volume
Carrier type code nc
Source rdacarrier
502 ## - DISSERTATION NOTE
Dissertation note Tez (Yüksek Lisans Tezi)--TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Ağustos 2021
520 ## - SUMMARY, ETC.
Summary, etc. Günümüz modern dünyasında, insansız hava araçları otonom hareket eden veya uzaktan bir insan tarafından kontrol edilebilen araçlar anlamına gelmektedir. İnsansız hava araçları farklı alanlarda kullanılmakta ve bu alanlara göre farklı tasarımları bulunmaktadır. İnsansız hava araçlarının başlıca kullanıldığı yerler; askeri amaçlı keşif, sınır gözetleme ve saldırıdır. Askeri amaçlar dışında İHA'lar; tarımda gözetleme ve ilaçlama faaliyetlerinde, taşımacılıkta, orman yangını tespiti ve söndürme çalışmalarında, doğal afet bölgelerinde arama faaliyetlerinde ve bölgeyi haritalamada kullanılmaktadır. İnsansız hava araçlarının otopilotlarında genel olarak mikroişlemciler tercih edilmektedir. Ancak yüksek hız gerektiren uygulamalarda Field Programmable Gate Array'ler (FPGA) işlemciler yerine tercih edilebilir. Bu işlemciler gelen sensör ve komuta kontrol verilerini okuyarak, gerekli olan karar mekanizmasını gerçeklerler. İnsansız hava araçları uçuş eksenleri için oransal, integral, diferansiyel kapalı çevrim kontrolcüleri bulundurmaktadır. Bu üç yapı kazanç olarak nitelendirilmektedir ve testler ile beraber değerleri ayarlanmalıdır. İnsansız hava araçlarından biri olan dört rotorlu insansız hava araçları dikey iniş – kalkış yapabilmeleri ve kapalı alanlarda da kullanılabilir olmaları sebebiyle farklı sektörler tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında bir Quadrotorun doğrusal olmayan matematiksel modeli oluşturulmuştur. İrtifa modeli Simulink üzerinde gerçeklenmiştir. Model üzerine PID kontrolcü eklenmiş ve simülasyonları yapılmıştır. Sonraki adımda irtifa kontrolcünün FPGA üzerinde gerçeklendiği adıma geçilmiştir. İrtifa kontrolcü FPGA üzerinde farklı yöntemler ve yazılımlar ile gerçeklenebilmektedir. İlk uygulamada FPGA tabanlı kontolcü, Xilinx FPGA tasarım blokları ile Xilinx System Generator üzerinde oluşturulmuştur. Farklı irtifa değerleri ile test edilmiştir ve referans takibi doğrulanmıştır. İkinci uygulamada ise HDL coder ile sentezlenebilir kodları üretmek için PID irtifa kontrolcü Matlab üzerinde gerçeklenmiştir. Referans takibi doğrulandıktan sonra sentezlenebilir VHDL kodları oluşturulmuştur. Üçüncü yöntemde, popülaritesi artmakta olan high level synthesis ile irtifa kontrolcü oluşturulmuş ve HLS üzerinde test edilmiştir. Dördüncü ve beşinci yöntemler FPGA üzerinde gerçeklenmiştir. Dördüncü yöntemde PID irtifa kontrolcü Xilinx FPGA üzerine yerleştirilen softcore işlemci "MicroBlaze" üzerinde gerçeklenmiştir. Beşinci uygulamada sayısal irtifa kontrolcü IP'si VHDL ile oluşturulmuş ve Zynq ile entegre edilerek testleri gerçekleştirilmiştir. İki yöntemde de referans takibi "Hardware in Loop" yöntemi ile Matlab Intrumentation Toolbox kullanılarak test edilmiştir. Test sistemine parametre belirsizliği ve gürültü eklenerek irtifa kontrolcüsünün işlevselliği doğrulanmıştır. Sonuç bülümünde ise FPGA tabanlı irtifa kontrolcü tasarımlarında kullanılan farklı yöntemlerin performans, kaynak kullanımı ve güç tüketimi yönünden karşılaştırması yapılmıştır.
Summary, etc. In today's modern world, unmanned aerial vehicles mean vehicles that can move autonomously or can be controlled remotely by a human. Unmanned aerial vehicles are used in different areas and have different designs according to these areas. The fields where unmanned aerial vehicles are mainly used; military reconnaissance, border surveillance and attack. Other than military purposes UAV's are used for; in monitoring and spraying activities in agriculture, in transportation by commercial companies, in forest fire detection and extinguishing works, exploration activities and mapping in natural disaster areas. Microprocessors are generally preferred for autopilots of unmanned aerial vehicles. However, in applications requiring high speed, Field Programmable Gate Arrays (FPGA) can be preferred over processors. These processors read the incoming sensor and command control data and make the necessary decision mechanism. Unmanned aerial vehicles have proportional, integral and differential closed loop controllers for vehicle flight axes. These three elements are considered gains and their values must be tunned with the experiments. Four – rotor unmanned aerial vehicles, which are one of the unmanned aerial vehicles, are frequently preferred by researchers because they can take off and land vertically. They can also be used in indoor environments. Within the scope of this thesis non-linear mathematical model of a quadrotor was created. Quadrotor altitude model was implemented on Simulink. PID altitude controller was added to the realized model and simulations were made. In the next step, FPGA based altitude controller is presented. Altitude controller can be implemeted with different approaches and software design tools. At first method, FPGA based altitude controller was designed with Xilinx FPGA design blocks on Xilinx System Generator. Controller was tested with different referance altitudes and reference tracking also verified. At second method, altitude controller was implemeted on Matlab and reference tracking was verified. After reference tracking was verified, HDL codes were generated using HDL coder. At third method, altitude controller was implemented and tested with HLS which is growing in popularity recent years. Fourth and fifth methods were implemented on FPGA. At fourth method, PID altitude controller was implemented on FPGA using softcore microprocessor called "Microblaze". At fifth method, digital altitude controller IP was implemeted using VHDL and integrated with Zynq before testing functionality. At fourth and fifth methods reference tracking was verified using "Hardware in Loop" technique with Matlab Instrumentation Toolbox. Parameter uncertainty and noise parameters were added to design and alttitude controller functionality was tested. At final section of thesis, different approaches that were used at FPGA based alttitude controller, were compared to their performance, resource utility and power consumption.
653 ## - INDEX TERM--UNCONTROLLED
Uncontrolled term İnsansız hava aracı
Uncontrolled term Quadrotor
Uncontrolled term Matematiksel model
Uncontrolled term Oransal integral türevsel kontrolcü
Uncontrolled term Field Programmable Gate Array
Uncontrolled term Xilinx System Generator
Uncontrolled term HDL Coder
Uncontrolled term HLS
Uncontrolled term MicroBlaze
Uncontrolled term Zynq
Uncontrolled term Hardware in Loop
Uncontrolled term Unmanned Aerial Vehicle
Uncontrolled term Quadrotor
Uncontrolled term Mathematical model
Uncontrolled term Proportional integral derivative controller
Uncontrolled term Field Programmable Gate Array
Uncontrolled term Xilinx System Generator
700 1# - ADDED ENTRY--PERSONAL NAME
Personal name Kasnakoğlu, Coşku
9 (RLIN) 71445
Relator term advisor
710 ## - ADDED ENTRY--CORPORATE NAME
Corporate name or jurisdiction name as entry element TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi.
Subordinate unit Fen Bilimleri Enstitüsü
9 (RLIN) 77078
942 ## - ADDED ENTRY ELEMENTS (KOHA)
Koha item type Thesis
Source of classification or shelving scheme Other/Generic Classification Scheme
Holdings
Withdrawn status Lost status Source of classification or shelving scheme Not for loan Collection code Home library Current library Shelving location Date acquired Source of acquisition Total Checkouts Full call number Barcode Date last seen Copy number Date shelved Koha item type
    Other/Generic Classification Scheme Ödünç Verilemez-Tez / Not For Loan-Thesis Tezler Merkez Kütüphane Merkez Kütüphane Tez Koleksiyonu / Thesis Collection 29/12/2021 Bağış / Donation   TEZ TOBB FBE ELE YL’21 KEÇ TZ01311 29/12/2021 1 29/12/2021 Thesis
Devinim Yazılım Eğitim Danışmanlık tarafından Koha'nın orjinal sürümü uyarlanarak geliştirilip kurulmuştur.