Distributed nonlinear model predictive formation control of quadrotor type UAVs in cluttered and dynamic environments

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MUHLİS SAMİ SATIR

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mustafa Mert Ankaralı

Eş Danışman: Erol Şahin

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İnsansız hava araçları (İHA) gözetleme, denetleme ve teslimat dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda yaygın bir kullanıma sahiptir. İHA'ların önemli bir operasyonel kabiliyeti olan formasyon uçuşu, bir grup İHA'nın belirli bir görevi yerine getirirken istenen bir geometrik konfigürasyonu koruduğu düzende uçma yeteneğidir. Bu tezde, bir grup İHA için formasyon kontrolü problemini çözmek için model öngörülü kontrol (MPC) kullanılmıştır. Öncelikle, İHA'lar için formasyon kontrolüne ilişkin literatürü farklı kontrol yaklaşımlarının avantajlarını ve sınırlamalarını vurgulayarak sunulmuştur. Daha sonra, İHA'ların dinamiklerini ve kısıtlamalarını dikkate alarak çoklu İHA sistemlerinin formasyon kontrolü için MPC formülasyonunu açıklanmıştır. Ayrıca tahmin ufkunun seçimi ve kontrol girişi kısıtlamaları da dahil olmak üzere model öngörülü kontrolcünün tasarımındaki zorlukları ve ikilemleri tartışılmıştır. MPC formasyon kontrolünü çizge üretme algoritmalarıyla birleştirip, İHA'ların formasyona rastgele noktalardan başlayarak ulaşmasını sağlayan yenilikçi bir yaklaşım sunulmuştur. Bu yöntem, farklı ortamlara ve problemlere karşı daha fazla esneklik ve uyum sağlamıştır. Son olarak, önerilen formasyon kontrol yöntemini gerçek dünyadaki bir uygulamaya uygulayarak mümkünlüğünü ve kullanışlılığını gösterilmiştir. Önerilen yaklaşımın potansiyel uzantıları ve uygulamalarının yanı sıra bu alanda gelecekteki araştırma yönlerini tartışılmıştır.