Döner Kanatlı İnsansız Hava Aracının Sistem Tasarımı ve Kontrolü

Abstract

Hava araçları insanlı ve insansız olarak iki kategoride sınıflandırılır. İnsansız hava araçları arama, kurtarma, araştırma, gözlemleme gibi görevler için tercih edilmektedir. Taşıyabileceği faydalı yük, uçuş süresi gibi durumlar hava aracının tasarımında limitler oluşmasına sebep olmaktadır. Geleneksel hava araçlarının seyir edemediği alanlara nüfuz edebilecek ve aynı faydalı yük kapasitesinde hava araçlarına ihtiyaç olmuştur. Bu ihtiyaç, doğadaki kuşların incelemeleri sonucunda şekil değiştirebilen sistemlerin uygulanabilirliği araştırmalara konu olmuştur. Bu çalışmada dört rotorlu insansız hava aracı ile aynı faydalı yük kapasitesi ve aynı uçuş süresine sahip şekil değiştirebilen dört rotorlunun sistem tasarımı ve kontrolü gerçekleştirildi. Kararsız yapıda olan dört rotorlu PID (oransal integral türev) kontrolör ile kontrol edilebildi. Hava aracı üzerinde bulundurduğu MEMS (Mikro Elektro-Mekanik Sensör)’ler ve engel algılama sensörleri sayesinde dört rotorlunun kolları arasındaki kesişim açısını değiştirecek aktüatörün enerjilendirilmesi ile açı azaltılarak kapalı ortamda engellerden sakınması ve seyrine devam edebilmesi amaçlandı. Hava aracının seyir halinde şekil değiştirmesi neticesinde meydana gelen konfigürasyon değişikliğinin uçuş karakteristiğine olan etkileri incelendi. Elde edilen bu sonuçlar, bu çalışma kapsamında sunuldu.