Yapay Sinir Ağları Kullanarak Akıllı Kuadkopter Kontrolü

Bu çalışmada ileri seviyede bir kontrolör mimarisi tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Kontrolöre girdi olarak sadece hata sinyali yerine referans ve ölçüm sinyalleri ayrı ayrı girilmiştir. Bu yaklaşım doğrusallıktan yüksek derecede farklı olan kuadkopterin kontrol performansını artırmıştır. Bu çalışmada tek katmanlı sinir ağı doğrudan kontrolör olarak kullanılmıştır. Basitten başlayarak daha karmaşık bir kontrolörü tasarlayarak bir bakıma kontrolör büyütme yapılmıştır. Bu sayede son derece yüksek boyutlu olan parametre uzayında arama zamanı oldukça azaltılmıştır. Literatürdeki mevcut başarılı kontrolörlere göre yüzde on civarında bir performans artışı gözlemlenmiştir. Sonuçlar hem numerik olarak hem de grafiksel olarak verilmiştir. Elde edilen cesaret verici sonuçlar önerilen kontrolör algoritmasının yeni platformlarda da denenmesinin yolunu açacaktır.

Intelligent Quadcopter Control Using Artificial Neural Networks

An advanced controller architecture and design for quadcopter control implementation is proposed in this study. Instead of using only the error information as input to the controller, reference and measured outputs are used separately independent from each other. This enhances the performance of the controller of quadcopter being a highly non-linear platform. In this study single layer neural network is directly used as a controller. A complex controller is grown from an initially simple PID controller. This elevates the need for time consuming search in huge parameter space due to very high dimensions. About ten percent improvement over state-of-the-art controllers is observed and results are reported both numerically and graphically. Promising results encourage to use the type of controller proposed for various real applications.

___

  • Agarwal, V., & Tewari, R. R., 2021. Improving energy efficiency in UAV attitude control using deep reinforcement learning. Journal of Scientific Research, 65(3), 209-219.
  • Barzegar, A., & Lee, D. J., 2022. Deep Reinforcement Learning-Based Adaptive Controller for Trajectory Tracking and Altitude Control of an Aerial Robot. Applied Sciences, 12(9), 4764.
  • Bouadi, H., Cunha, S. S., Drouin, A., & Mora-Camino, F., 2011, November. Adaptive sliding mode control for quadrotor attitude stabilization and altitude tracking. In 2011 IEEE 12th international symposium on computational intelligence and informatics (CINTI) (pp. 449-455). IEEE.
  • El Gmili, N., Mjahed, M., Elkari, A., & Ayad, H., 2022. Improved cuckoo search approach based optimal proportional-derivative parameters for quadcopter flight control. Australian Journal of Electrical and Electronics Engineering, 1-14.
  • Idrissi, M., Salami, M., & Annaz, F., 2022. A Review of Quadrotor Unmanned Aerial Vehicles: Applications, Architectural Design and Control Algorithms. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 104(2), 1-33.
  • Jin, X. Z., He, T., Wu, X. M., Wang, H., & Chi, J., 2020. Robust adaptive neural network-based compensation control of a class of quadrotor aircrafts. Journal of the Franklin Institute, 357(17), 12241-12263.
  • Karakaya, Ş. E., & Goren, A., 2022. Performance Comparison of PID and NARX Neural Network for Attitude Control of a Quadcopter UAV. Journal of Materials and Mechatronics: A, 3(1), 1-19.
  • Park, D., Yu, H., Xuan-Mung, N., Lee, J., & Hong, S. K. (2019, December). Multicopter PID Attitude Controller Gain Auto-tuning through Reinforcement Learning Neural Networks. In Proceedings of the 2019 2nd International Conference on Control and Robot Technology (pp. 80-84).
  • Sonugur, G., Gokce, C. O., Koca, Y. B., Inci, S. S., & Keles, Z., 2021, January. Particle swarm optimization based optimal PID controller for quadcopters. In Dokl Bulg Akad Nauk (Vol. 74, No. 12, pp. 1806-14).
  • Suhail, S. A., Bazaz, M. A., & Hussain, S., 2022. Adaptive sliding mode-based active disturbance rejection control for a quadcopter. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 01423312221099366.
  • Yoon, J., & Doh, J., 2022. Optimal PID control for hovering stabilization of quadcopter using long short term memory. Advanced Engineering Informatics, 53, 101679.
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Görüntü İşleme Algoritmalarına Dayalı Olarak Manyetik Parçacık Test Görüntülerinde Kusur Tespitinin Araştırılması

Volkan SÖZERİ, Orhan KESKİN, Coşkun HARMANŞAH, İlkay KOZAK, Esma Nur KİBAR

6 Şubat 2023 Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep (Mw:7.7) ve Ekinözü Kahramanmaraş (Mw:7.6) Depremlerinin GNSS Gözlemlerine Bağlı Öncül Sonuçları

Eda Esma EYÜBAGİL, Şeyma ŞAFAK YAŞAR, Ece Bengünaz ÇAKANŞİMŞEK, Hüseyin DUMAN, Halil İbrahim SOLAK, Ali ÖZKAN, Cemil GEZGİN, Hasan Hakan YAVAŞOĞLU, İbrahim TİRYAKİOGLU, Fatih POYRAZ, Bahadır AKTUĞ, Cemal Özer YİĞİT, Çağlar ÖZKAYMAK, Haluk ÖZENER

Tek Kullanımlık Şerit Şifreleme Yöntemi için Geliştirilmiş Anahtar Üretimi ve Değişimi ile Yüksek Güvenli Hibrit Görüntü Steganografisi

Mustafa TAKAOĞLU, Adem ÖZYAVAŞ, Naim AJLOUNİ, Faruk TAKAOĞLU

Farklı Orijinli Anadolu Mandalarına Ait Süt Örneklerinin Bazı Fizikokimyasal Özellikleri ve Yağ Asidi Bileşimleri

Zeki GÜRLER, Senem GUNER, Tuğba DEDEBAŞ, Teslime EKİZ ÜNSAL

Batı Anadolu’daki Bazı Kömürlü Miyosen Yaşlı Sahaların (Seyitömer – Tunçbilek – Değirmisaz – Çamalan / Kütahya) Jeolojik ve Tektonik Korelasyonu

Muzaffer ÖZBURAN

Şist Kayaçlarında Anizotropinin Temel ve Rezidüel Sürtünme Açılarına Etkisi

Mehmet ÖZDEMİR, Sunay BEYHAN, Kaan ERARSLAN

Yapay Sinir Ağları Kullanarak Akıllı Kuadkopter Kontrolü

Celal Onur GÖKÇE

Derin Öğrenme ile Göğüs Röntgeni Görüntülerinden COVID-19 ve Viral Pnömoni Tespiti

Pınar TÜFEKÇİ, Burak GEZİCİ

Doğal Gaz Boru İçi Denetleme Robotları İçin Enerji Depolama Sistemlerinin Tasarlanması

Hüseyin Ayhan YAVAŞOĞLU

Model Kompanzasyonlu Birinci Derece İstatistikleri ile i-vektörlerin Gürbüzlüğünün Artırılması

Gökay DİŞKEN, Zekeriya TÜFEKCİ