3 serbestlik dereceli helikopter sistemi için gürbüz kontrolcü tasarımı
| dc.authorid | 0000-0002-4899-7650 | |
| dc.contributor.advisor | Bilgiç, Hasan Hüseyin | |
| dc.contributor.advisor | Çopur, Engin Hasan | |
| dc.contributor.author | Çiftçi, Kübra | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-02T10:44:30Z | |
| dc.date.available | 2025-10-02T10:44:30Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025 | |
| dc.department | NEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Uçak Mühendisliği Anabilim Dalı | |
| dc.description | Yüksek Lisans Tezi | |
| dc.description.abstract | Helikopter sistemlerinin yüksek kararsızlıklar ve belirsizlikler içermesi bu sistemlerin modellenmesini ve kontrolünü zorlaştırmaktadır. Bu nedenle döner kanat hava araçlarının uçuş kontrol sistemleri için tasarlanan kontrolcülerin gürbüz olması önemlidir. Bu çalışmada, 3 eksende hareket serbestliğine sahip helikopter sistemi üzerinde gürbüz kontrolcü tasarımı amaçlanmıştır. Helikopterin yükselme ve gezinti eksenlerindeki hareket kontrolü için yapılan kontrolcü tasarımlarının ilkinde sisteme ait doğrusal olmayan model kullanılırken, ikincisinde sistemin doğrusal modeli baz alınmıştır. MATLAB/Simulink yazılımları aracılığıyla benzetim ortamında yapılan çalışmada, doğrusal olmayan dinamiklerin kontrolü için SWPIλDμ kontrolcü yapısı önerilmiştir. Bu kontrolcünün kontrol performans üstünlüğünü göstermek için Geleneksel PID kontrolcü yapısı ile karşılaştırmalı sonuçlar sunulmuştur. Kontrolcü yapısı için gürbüzlük değerlendirmesi sırasında üç farklı senaryo oluşturulmuştur. Bunların ilkinde sistem modelinde bulunan parametrelerdeki belirsizlikler Monte Carlo simülasyonlarından yararlanılarak kurgulanmıştır. Ardından yükselme ve gezinti sensörleri için arıza modeli oluşturulmuştur. Böylece parametre belirsizliklerine sahip iki farklı senaryo daha incelenmiştir. Bu senaryolar için kontrolcü performans karşılaştırmalarının sonuçları grafiklerle ve sayısal verilerle sunulmuştur. Elde edilen sonuçlar, önerilen SWPIλDμ kontrol yapısının bozucu etkilere karşı daha gürbüz bir performans sergilediğini ortaya koymuştur. Çalışmanın ikinci kısmında ise helikopter sisteminin doğrusal modeli baz alınarak Azaltılmış Dereceli Gözlemci Tabanlı LQR+I kontrolcü yapısı tasarlanmıştır. Bu kısımda da klasik optimal kontrol yöntemi ile performans karşılaştırmaları gerçekleştirilmiştir. Öncelikle eklenen gözlemci ile LQR kontrolcü yapısında artan kontrol etkinliği gösterilmiş, sonrasında kontrolcünün gürbüzlüğünü göstermek adına sisteme çeşitli bozucu girdilerin uygulandığı durum altındaki performansı değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar önerilen kontrolcü yapısının gürbüz performans sergilediğini ve klasik optimal kontrolcüye göre daha etkin kontrol işareti oluşturduğunu göstermiştir. | |
| dc.description.abstract | The high degree of instability and uncertainty inherent in helicopter systems makes modeling and controlling these systems difficult. Therefore, it is important that controllers designed for flight control systems of rotary wing aircraft are robust. In this study, a robust controller design was aimed at a helicopter system with three axis freedom of movement. In the first of the controller designs for controlling the helicopter's movement along the elevation and travel axes, a nonlinear model of the system was used, while in the second, a linear model of the system was used. In the study conducted in a simulation environment using MATLAB/Simulink software, an SWPIλDμ controller structure was proposed for controlling nonlinear dynamics. To demonstrate the superior control performance of this controller, comparative results with a conventional PID controller structure are presented. Three different scenarios were created during the robustness assessment of the controller structure. In the first scenario, uncertainties in the parameters of the system model were simulated using Monte Carlo simulations. Then, a fault model was created for the elevation and travel sensors. Thus, two additional scenarios with parameter uncertainties were examined. The results of the controller performance comparisons for these scenarios are presented in graphs and numerical data. The results obtained show that the proposed SWPIλDμ control structure exhibits more robust performance against disruptive effects. In the second part of the study, a Reduced-Order Observer-Based LQR+I controller structure was designed using the linear model of the helicopter system. In this section, performance comparisons were also made using the classical optimal control method. First, the enhanced control effectiveness achieved by incorporating the observer into the LQR structure was demonstrated. Then, to evaluate the robustness of the controller, its performance was assessed under the influence of various external disturbances. The results showed that the proposed controller structure delivered robust performance and generated a more efficient control signal compared to the classical optimal controller. | |
| dc.identifier.citation | Çiftçi, K. (2025). 3 serbestlik dereceli helikopter sistemi için gürbüz kontrolcü tasarımı. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Uçak Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12452/19823 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess | |
| dc.subject | Gözlemci | |
| dc.subject | Gürbüz Kontrol | |
| dc.subject | Kesir Dereceli PID Kontrol | |
| dc.subject | LQR Kontrol | |
| dc.subject | Monte Carlo Simülasyonları | |
| dc.subject | PID Kontrol | |
| dc.subject | 3 SD Helikopter Sistemi | |
| dc.subject | Observer | |
| dc.subject | Robust Control | |
| dc.subject | Fractional-Order PID Control | |
| dc.subject | LQR Control | |
| dc.subject | Monte Carlo Simulations | |
| dc.subject | PID Control | |
| dc.subject | 3 DOF Helicopter System | |
| dc.title | 3 serbestlik dereceli helikopter sistemi için gürbüz kontrolcü tasarımı | |
| dc.title.alternative | Robust controller design for a 3 degree of freedom helicopter system | |
| dc.type | Master Thesis |
