Design of an unmanned aerial vehicle and flight control system

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007
Bu çalışmada, dikey iniş kalkış özelliğine sahip bir İHA (İnsansız Hava Aracı) kavramsal tasarımı ve bu tasarıma göre şekillenen kontrol tahrik sistemi (KTS) uygulaması anlatılmıştır. KTS aynı zamanda İHA nın itki sistemidir ve aynı eksen üzerinde birbirine zıt yönde dönen iki pervaneden oluşan bir fan şeklindedir. İtki sisteminin kontrolü İHA nın yönelimini ve havada dengede kalmasını sağlamaktadır ve bu yüzden tasarımdaki ilk ve en büyük problem olarak görülmüştür. KTS uygulaması için öncelikle tek serbestlik dereceli bir platform üretilmiştir. Daha sonra platformun açısal geri beslemesi için bir ataletsel ölçüm birimi (AÖB) geliştirilmiştir. Platformun yere paralel kalabilmesi için AÖB verileri işlenmiş ve gerekli açı komutu platformun açısal hareketini sağlayan servoya gönderilmiştir. AÖB 2-eksen ivmeölçer ve 1-eksen dönüölçerden oluşmaktadır. Fakat bu algılayıcılar dinamik bir sistemin açısal pozisyonunu bulabilmek için yeterli değildir. Bu sebeple ivmeölçer ve dönüölçer özellikleri Kalman Süzgeci ile birleştirilmiştir.
In this study, design of an UAV (Unmanned Aerial Vehicle) with vertical take-off and landing capabilities and its CAS (Control Actuator System) application are considered. CAS, which is formed by a ducted fan assembled from two coaxial propellers, is also the thrust system of the UAV. Control of the thrust system provides UAV s navigation and balance, and therefore considered as the first and the biggest problem in this design. For the CAS application, firstly one degree of freedom platform is produced. Then, an IMU (Inertial Measurement Unit) is developed for platform angular feedback. To keep the platforms plane parallel to earth surface, IMU data is processed. Then, angular command, which is used for angular motion of the platform, is send to the servo. IMU is assembled from 3-axis accelerometer and 1-axis gyroscope, but these are not enough to find the angular position of the dynamic system. As a solution, outputs of accelerometer and gyroscope are fused with Kalman Filter.
Yüksek Lisans
M.Sc.