Tez No İndirme Tez Künye Durumu
637180
Model following methods in flight control systems / Uçuş kontrol sistemlerinde model izleme yöntemleri
Yazar:KADİR TAMKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER ÜSTOĞLU
Yer Bilgisi: Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering
Dizin:Adaptif model izleme kontrol sistem = Adaptive model following control system ; Doğrusal kontrol = Linear control ; Doğrusal matris eşitsizlikleri = Linear matrix inequalities ; Geri beslemeli kontrol = Feedback control ; Otonom ve kontrol = Autonomous and controlled
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2020
135 s.
Hava taşıtlarının uçuşu esnasındaki geçtiği muhtemelen en önemli safha iniş aşamasıdır, çünkü kazaların çoğu bu aşamada meydana gelir. Otomatik iniş sistemleri (OİS), potansiyel pilot kaynaklı riskleri önlemek için bu aşamada uçuşun kontrolünü devralır. Ancak, ani rüzgar değişimleri ve türbülans gibi dış kaynaklı bozucular güvenli iniş için tehlike oluşturabilirler. Bu çalışmada uçuşun iniş safhasında yer alan son yaklaşma ve palye aşamaları ele alınmıştır. Geleneksel otomatik iniş sistemlerinin performansını ağır hava şartlarında dahi arttırmak için bazı faydalı tasarım yöntemleri bir araya getirilir. Belirli bir maliyet fonksiyonunda en uygun çözümü bulmak için H∞ kontrolcü tasarım yöntemi ile model izleme yönteminin birlikte kullanımından ortaya çıkan H∞ optimal kontrol problemi doğrusal matris eşitsizlikleri kullanılarak çözülerek dinamik bir kontrolcü oluşturulur. Öte yandan, tüm sistem P-K yapısı şeklinde oluşturularak bozucu ve gürültü ekleme ve çıkarma gibi daha sonra sistemde ihtiyaç duyulan değişiklikler kolayca yapılabilmektedir. Model izleme yöntemi hatayı devamlı olarak düzeltirken tasarlanan H∞ kontrolcü sistemdeki bozucuları bastırır. Buna ek olarak, dayanıklılık uçuş sistemlerinde çok önemli bir rol oynar ve doğru bir şekilde ele alınması gerekir. Bu nedenle çalışmamızda ani rüzgar değişimleri ve türbülanslar dikkatle ele alınarak uçağın tanımlanan modeli takip ederken ki performansına etkileri olabildiğince küçük tutulur. Böylece, önerilen yöntem sayesinde ağır hava şartlarında dahi dikkate değer sonuçlar elde edilmektedir.
Probably the most important part during a flight is the landing phase because most of the accidents occur in this phase. Automatic Landing System (ALS) takes over control during this phase to avoid potential pilot-induced risks. However, some external disturbances, such as the windshear and turbulence, can jeopardize the safe landing. In this study, the final approach phase and flare phase are handled differently. A combination of some useful design methods is brought together to improve the performance of the conventional ALS even under severe weather conditions. The model following method is merged with the H∞ synthesis method to find out the optimal solution for a given cost function. The resultant H∞ optimal control problem is solved using Linear Matrix Inequalities (LMIs), and then a dynamic controller is constructed. The overall system is transformed into a P-K configuration, which is a highly compact control system structure. Thus, any disturbance or uncertainties can be included in the system explicitly. While the model following method continuously corrects the error, the H∞ controller attenuates any disturbance in the system. In addition to that, the robustness takes a vital role in the flight systems and needs to be handled correctly. Therefore, the windshear and turbulence models are considered as the disturbance, and their effects are minimized, such a way that the tracking performance remains unaffected. Thus, highly significant results are obtained using the proposed method even under severe weather conditions.