Modeling and control of a helicopter slung load system
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ÖMER OĞUZHAN GÜNGÖREN
Danışman: Hakan Çalışkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Asılı yüklerin taşınması hem sivil hem de askeri helikopterler için her zaman önemli bir görev olmuştur. Asılı yük sisteminin doğru bir şekilde entegre edilmesiyle kargo ve mühimmat sevkiyatının, arama kurtarma operasyonlarının ve hatta yangına müdahalenin çok etkili bir şekilde yapılabileceği düşünüldüğünde bu durumun pek de şaşırtıcı olmadığı söylenebilir. Ancak, asılı yük sistemi bu faydalarının yanı sıra helikopterin stabilitesi ve kullanım kalitesi ile ilgili sorunları da beraberinde getirmekte, bu da helikopterin kontrolünü olumsuz yönde etkileyebilmekte ve pilotun iş yükünü artırabilmektedir. Bu çalışma, uygun bir asılı yük modelleme yaklaşımı ve etkili asılı yük sönümlemesi sağlama kapasitesine sahip bir kontrol stratejisi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Matematiksel modelin geliştirilmesi genel Newton-Euler denklemlerine dayanmaktadır. Asılı yük kontrolü ile ilgili olarak, giriş şekillendirme, gecikmeli geri beslemeli kontrol, açısal hız geri beslemeli kontrol ve model öngörülü kontrol dahil olmak üzere çeşitli yöntemler incelenmiştir. Simülasyon sonuçlarına dayanarak, optimal özelliklere sahip önerilen kontrol algoritması, girdi şekillendirme ve model öngörülü kontrolün birleşimi olarak seçilmiştir. Bununla birlikte, asılı yük durumlarının, ölçülen helikopter durumlarıyla verimli bir şekilde tahmin edilebilmesini sağlayacak bir Kalman Filtre algoritması oluşturulmuştur. Helikopter ile asılı yük arasında güçlü bir bağlantı olduğu göz önüne alındığında, çalışmada doğrusal olmayan bir helikopter modelinin geliştirilmesi ve bir uçuş kontrol sisteminin uygulanması da ele alınmaktadır. Helikopterin uçuş kontrol sistemi iç döngü-dış döngü kontrol mimarisini içerir. Önerilen uçuş kontrol sistemi gürbüzlüğün yanı sıra maksimum aşma ve yerleşme zamanı özellikleri de dikkate alınarak değerlendirilmiştir.