FIRÇASIZ DOĞRU AKIM MOTORU TAHRİKLİ İKİ ROTORLU İNSANSIZ HAVA ARACININ ADAPTİF BULANIK 2-DOF PID KONTROLÖR İLE DENGE KONTROLÜ

Abstract

Bu tezde, Fırçasız Doğru Akım Motorlu İki Rotorlu bir İnsansız Hava Aracının (İHA) denge kontrolü gerçekleştirilmiştir. İlk olarak Matlab/Simulink ortamında denge sisteminin modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan model ilk olarak PID ve 2-DOF PID kontrolör ile çalıştırılmıştır. Çalışmada kullanılan kontrolör parametrelerinin belirlenmesinde son zamanlarda optimizasyon uygulamalarında yaygın olarak kullanılan Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması kullanılmıştır. Daha sonra çalışmada önerilen Adaptif Bulanık 2-DOF PID kontrolör yapısı hem denge açısı hem de motor hız kontrolü için oluşturulmuştur. İHA Denge Sistemi için STM32F4 mikroişlemcisi ve Matlab/Simulink kullanılarak Eş Benzetim (Co-Simulation) yapısı oluşturularak PID, 2-DOF PID ve Adaptif Bulanık 2-DOF PID kontrolörlerin performansı Eş Benzetim sonuçları kullanılarak karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, klasik PID, 2-DOF PID ve Adaptif Bulanık 2-DOF PID kontrolörün İHA Denge Sistemini kararlı bir şekilde kontrol ettiği görülmüştür. Ancak çalışmada önerilen Adaptif Bulanık 2-DOF PID özellikle değişken çalışma koşullarında Adaptif özellik göstererek, çalışmada kullanılan diğer kontrolörlere göre daha iyi bir performans gösterdiği görülmüştür.

In this thesis, the balance control of an unmanned aerial vehicle driven by two brushless direct current motors was realized. First, the model of the balance system was created in the Matlab/Simulink environment. The created model was first run with PID and 2-DOF PID controller. Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, which has recently been widely used in optimization applications, was used to determine the controller parameters used in the study. Then, the adaptive fuzzy 2-DOF PID controller structure proposed in this study was implemented for both balance angle and motor speed control. The performance of PID, 2-DOF PID and Adaptive Fuzzy 2-DOF PID controllers were analyzed comparatively using the results of the Co-Simulation by creating a Co-Simulation structure for the UAV Balance System using STM32F4 microprocessor and Matlab/Simulink. When the results were analyzed, it was seen that the classical PID, 2-DOF PID and Adaptive Fuzzy 2-DOF PID controllers controlled the UAV Balance System stably. However, the Adaptive Fuzzy 2-DOF PID proposed in this study shows a better performance compared to the other controllers used in the study, especially by showing adaptive characteristics under variable operating conditions.