Dört rotorlu bir insansız hava aracının optimal yörünge kontrolü

Abstract

Bu çalışmada dört rotorlu bir insansız hava aracının (İHA), yörünge kontrolü için durum geri beslemeli bir optimal kontrolör tasarımı önerilmiştir. Kontrolör tasarımında dış bükey optimizasyon temelinde doğrusal matris eşitsizlikleri yaklaşımı kullanılmıştır. Dört rotorlu İHA’nın, Euler ve Newton hareket denklemleri ile doğrusal olmayan, altı serbestlik dereceli hareket denklemleri elde edilmiştir. Elde edilen hareket denklemleri ile aracın simülasyon modeli kurulmuştur. Altı serbestlik dereceli model dinamikleri, üç eksendeki doğrusal hareket ve bu eksenlerdeki dönme hareketlerini içermektedir. Bazı kabul ve kısıtlamalar ile doğrusal olmayan hareket denklemleri doğrusal denklemlere dönüştürülerek, doğrusal, altı serbestlik dereceli İHA hareket denklemleri elde edilmiş ve simülasyon modeli kurulmuştur. Elde edilen doğrusal denklemler ile sistem Durum-Uzay formuna getirilmiştir. Durum-Uzay denklemleri üzerinden durum geri beslemeli optimal bir kontrolör tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolör doğrusal olmayan model üzerinde test edilmiş ve sonuçlar incelenmiştir. Yapılan nümerik simülasyon çalışmaları sonucunda tasarlanan kontrolörün agresif manevralar durumunda yüksek bir yörünge izleme performansına sahip olduğu gözlemlenmiştir.