MARC details
| 000 -LEADER |
|---|
| fixed length control field |
08920nam a2200613 i 4500 |
| 001 - CONTROL NUMBER |
|---|
| control field |
200460033 |
| 003 - CONTROL NUMBER IDENTIFIER |
|---|
| control field |
TR-AnTOB |
| 005 - DATE AND TIME OF LATEST TRANSACTION |
|---|
| control field |
20240510140739.0 |
| 007 - PHYSICAL DESCRIPTION FIXED FIELD--GENERAL INFORMATION |
|---|
| fixed length control field |
ta |
| 008 - FIXED-LENGTH DATA ELEMENTS--GENERAL INFORMATION |
|---|
| fixed length control field |
171111s2023 xxu e mmmm 00| 0 eng d |
| 035 ## - SYSTEM CONTROL NUMBER |
|---|
| System control number |
(TR-AnTOB)200460033 |
| 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’23 İNA |
| 100 1# - MAIN ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Personal name |
İnal, Mertcan |
| Relator term |
author |
| 9 (RLIN) |
145342 |
| 245 10 - TITLE STATEMENT |
|---|
| Title |
Multirotor sistemlerde doğrusal ve doğrusal olmayan denetleyici tasarımı ile hata toleranslı sistemlerin incelenmesi / |
| Statement of responsibility, etc. |
Mertcan İnal; thesis advisor Coşku Kasnakoğlu. |
| 246 11 - VARYING FORM OF TITLE |
|---|
| Title proper/short title |
Analyzing fault tolerances by developing linear and nonlinear controllers for multirotor systems |
| 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 |
2023. |
| 300 ## - PHYSICAL DESCRIPTION |
|---|
| Extent |
xxii, 82 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)--TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Aralık 2023 |
| 520 ## - SUMMARY, ETC. |
|---|
| Summary, etc. |
İnsansız Hava Araçlarının (İHA) kullanım alanı her geçen gün artmaktadır. Özellikle quadrotorlar güvenlik, trafik gözetimi, doğal risk yönetimi, çevresel keşif, tarım ve askeri gibi çok çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır. Ancak quadrotorlarda motor arızaları, sensör arızaları veya haberleşme arızaları oluşabilmekte ve hem araçlarda ciddi kazalara hem de çevrenin zarar görmesine neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, bir quadrotor için arıza veya bozucu dış etkenler durumunda güvenilirliğini ve kararlılığını artırmak için hataya, gürültüye dayanıklı bir kontrolör tasarımı geliştirmeyi amaçlamaktadır. Quadrotorun durum uzay denklemlerinin çıkarımı için serbest uzayda x,y,z koordinat sisteminden yola çıkarak hareket denklemleri çıkarılmıştır. Bu hareketlerde dört rotorlu sistemin yalpa, yunuslama, sapma ve irtifa hareketlerinin matematiksek denklemleri tanımlanmıştır. Tanımlanan denklemlerin Matlab Simulink'te tasarımları yapılarak sistem benzetimleri yapılmıştır. Sistemin kontrolü için doğrusal ve doğrusal olmayan denetleyici geliştirilmiştir. Ilk olarak geleneksel PID geribeslemeli kontrol sistemi önerilmiştir. Kendi belirlediğimiz kazanç katsayıları ile yapılan analizlerde denetleyici, kısıtlamalar altında belirli oranda hataları düzeltme ve giriş referans sinyalini takip etme yeteneğine sahiptir. Simulink PID bloğu ile kazanç katsayıları tekrar belirlenmiştir ve farklı referans sinyallere karşılık sistemin yalpa, yunuslama, sapma ve irtifa hareketlerinin çıktıları incelenmiştir. PID bloğu ile yapılan analizlerde daha iyi sonuçlar alınmış olsa da irtifa hareketi için kendi belirlediğimiz kazanç değerlerinde sistemin daha kararlı olduğu gözlemlenmiştir. Doğrusal olmayan denetleyici yöntemleri ile quadrotor gibi çok dinamikleri olan karmaşık sistemlerde uçuş güvenliği açısından daha kararlı çıktılar alınabilmektedir. Bu sebepten tez çalışmasında irtifa hareketi için bir geri adımlamalı denetleyici tasarımı yapılarak, sonuçlar geleneksel PID denetleyicili sistemin sonuçları ile kıyaslanmıştır. Doğrusal olmayan denetleyicili sistem referans sinyali takip etme ve bozucu etkilere karşı sistemin kararlılığını kontrol edebilmesi açısından daha gürbüz sonuçlar verdiği görülmüştür. PID denetleyici değerlerini ayarladığımızda daha iyi durum yanıtları elde edebiliriz ancak sistemin referans takibinin oturma süresi uzamıştır. Giriş sinyali farklı formlarda sisteme verilerek quadrotorun serbest uzaydaki hareketi gözlemlenmiş ve yorumlanmıştır. Literatüde diğer çalışmalardan farklı olarak, doğrusal olamayan çok giriş ve çok çıkışlara sahip olan sistem, giriş – çıkış ölçüm metodu ile doğrusal bir sistem gibi düşünülmüş ve irtifa hareketi transfer fonksiyonu çıkartılmıştır. Bu fonksiyondan Kalman Filtresi tasarımı yapılarak sonuçlar incelenmiştir. Nitekim, tasarlanan filtre ile sistemin durum tahmini sadece giriş ve çıkıştan alınan sinyaller ile yapılmış ve sistem çıkışında daha gürültüsüz bir sinyal alınmıştır. Sonuç olarak, doğrusal olmayan kontrol metodlarından biri olan geri adımlamalı kontrol ile doğrusal kontrol metodlarına kıyasla daha kararlı çıktılar alınmış ve sistem durumu filtre kullanılarak tahmin edilmiş ve sistem bozucularının etkisi en aza indirilmiştir. |
|
|---|
| Summary, etc. |
The usage area of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) is increasing day by day. Quadrotors in particular are used for a wide variety of applications, including security, traffic surveillance, natural risk management, environmental exploration, agriculture and military. However, engine malfunctions, sensor malfunctions or communication malfunctions may occur in quadrotors, causing serious accidents in vehicles and damage to the vehicle and to the environment. The aim of this study is to develop a fault- or noise-tolerant controller design for a quadrotor to increase its reliability and stability in case of failure or disruptive external factors. In order to derivate the state space equations of the quadrotor, the equations of motion were calculated based on the x,y,z coordinate system in free space. In these movements, the mathematical equations of the roll, pitch, yaw and altitude movements of the four-rotor system are defined. The defined equations were designed in Matlab Simulink and system simulations were made. Linear and non-linear controllers have been developed to control the system. First of all, a traditional PID feedback control system was implemented. In the analysis with the gain coefficients we determined, the controller has the ability to correct errors to a certain extent under restrictions and able to follow the input reference signal. Gain coefficients were determined again with the Simulink PID block, and the outputs of the system's roll, pitch, yaw and movements were examined in response to different reference signals. Although better results were obtained in the analysis made with the PID block, it was observed that the system was more stable at the gain values We determined for altitude movement. With non-linear controller methods, better results can be obtained in terms of flight safety in complex systems with many dynamics such as quadrotors. For this reason, in the thesis study, a feedback controller was designed for altitude movement and the results were compared with the results of the traditional PID controller system. It has been observed that the system with a nonlinear controller provides better results in terms of tracking the reference signal and controlling the stability of the system against disturbing effects. When we adjust the PID controller values, we can obtain robust state responses, but the reference tracking of the system is prolonged. By giving the input signal to the system in different forms, the movement of the quadrotor in free space was observed and interpreted. Unlike other studies, the system, which has multiple non-linear inputs and multiple outputs, is considered as a linear system with the input-output measurement method and the altitude movement transfer function is derived. A Kalman Filter was designed from this function and the results were examined. As a matter of fact, with the designed filter, the state estimation of the system was made only with the signals received from the input and output of the system, and more noiseless signal was received at the system output. As a result, more stable outputs were obtained with backstepping control, one of the nonlinear control methods, compared to linear control methods, and the system state was estimated using a filter and the effect of system disturbances was minimized. |
| 653 ## - INDEX TERM--UNCONTROLLED |
|---|
| Uncontrolled term |
İHA |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Dört rotorlu sistemler |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Quadrotor |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Kontrol sistemleri |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Doğrusal kontrol |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Doğrusal olmayan kontrol |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Geri adımlamalı kontrol |
|
|---|
| Uncontrolled term |
PID Kontrol |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Oransal İntegral Türevsel kontrolcü |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Doğrusal olmayan sistemler |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Geri besleme |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Kalman filtresi |
|
|---|
| Uncontrolled term |
UAV |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Quadrotor systems |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Quadrotor |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Control systems |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Linear control |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Non-linear control |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Backstepping control |
|
|---|
| Uncontrolled term |
PID Control |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Proportional Integral Derivative controller |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Non-linear systems |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Feedback |
|
|---|
| Uncontrolled term |
Kalman filter |
| 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 |
