Different Autopilot Systems Design For a Small Fixed Wing Unmanned Aerial Vehicle

Different Autopilot Systems Design For a Small Fixed Wing Unmanned Aerial Vehicle

The aim of this study is to design an autopilot system for Unmanned Aerial Vehicle (UAV) in a small size and to compare theefficiency of the systems designed with different methods. For this purpose, linearized equations of motion for a small size UAV hasbeeen firstly obtained. Then the state space equations are used to check the stability characteristics of the UAV. Using the classicalmethod, the longitudinal pitch angle, altitude and speed controller are designed for separate transfer functions according to thelocation curve of the roots and the desired response values. PID values were determined by considering the response of the systemusing classical methods. On the other hand, a feedback control system has been designed to improve the stability of different lines.And also an orientation controller has been designed. New approach proposed in the study is Adaptive Network Based FuzzyInference Systems (ANFIS) controller. In this study, a new controller approach based on fuzzy logic is proposed. Four data sets, PIDcontrol inputs and control sign have been obtained for the design of the proposed controller. These data sets have been used fortraining the fuzzy controller. As a result; It is presented with graphs that the proposed method is applicable and gives successfulresults.

___

  • Bilgiç, H. H., Şen, M. A., Yapıcı, A., & Kalyoncu, M. (2014). Doğrusal Ters Sarkacın Denge Kontrolü İçin Yapay Sinir Ağı Tabanlı Bulanık Mantık & LQR Kontrolcü Tasarımı. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı–(TOK 2014)(Poster), Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı Bildiriler Kitabı, 921-926.
  • Bilgic, H. H., Sen, M. A., & Kalyoncu, M. (2016). Tuning of LQR controller for an experimental inverted pendulum system based on The Bees Algorithm. Journal of Vibroengineering, 18(6), 3684-3694.
  • Christiansen, R. (2004). Design of an autopilot for small unmanned air vehicles (Doctoral dissertation, Master’s thesis, Brigham Young University, Utah).
  • Coban, S., & Oktay, T. (2017). A Review Of Tactical Unmanned Aerial Vehicle Design Studies. The Eurasia Proceedings of Science, Technology, Engineering & Mathematics, 1, 30-35.
  • ÇOBAN, S., & OKTAY, T. (2018). Simultaneous Design of a Small UAV (Unmanned Aerial Vehicle) Flight Control System and Lateral State Space Model. Journal of Aviation, 2(2), 70-76.
  • Etkin, B., & Reid, L. D. (1996). Solutions Manual to Accompany Dynamics of Flight: Stability and Control. Wiley.
  • Fahlstrom, P. G., & Gleason, T. J. (1998). Introduction to UAV Systems, UAV Systems. Inc., Columbia, MD.
  • Jang, J. S. (1993). ANFIS: adaptive-network-based fuzzy inference system. IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, 23(3), 665-685.
  • Kumon, M., Nagata, M., Kohzawa, R., Mizumoto, I., & Iwai, Z. (2006). Flight path control of small unmanned air vehicle. Journal of Field Robotics, 23(3‐4), 223-244.
  • Kinoshita, T., & Imado, F. (2006, June). A study on the optimal flight control for an autonomous UAV. In 2006 International Conference on Mechatronics and Automation (pp. 996-1001). IEEE.
  • López, J., Dormido, R., Gomez, J. P., Dormido, S., & Diaz, J. M. (2007, July). Comparison of H∞ with QFT Applied to an Altitude Command Tracker for an UAV. In 2007 European Control Conference (ECC) (pp. 315-321). IEEE.
  • Duarte-Mermoud, M. A., Rioseco, J. S., & González, R. I. (2005). Control of longitudinal movement of a plane using combined model reference adaptive control. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 77(3), 199-213.
  • Nelson, R. C. (1998). Flight stability and automatic control (Vol. 2, p. 105). New York: WCB/McGraw Hill.
  • Şen, M. A., Bilgiç, H. H., & Kalyoncu, M. (2016). ÇİFT TERS SARKAÇ SİSTEMİNİN DENGE VE KONUM KONTROLÜ İÇİN ARI ALGORİTMASI İLE LQR KONTROLCÜ PARAMETRELERİNİN TAYİNİ. Engineer & the Machinery Magazine, 57(679).
  • Vural, S. Y. and Hajiyev, C. (2008). Autopilot system design for a small unmanned aerial vehicle. MS Thesis, Istanbul Technical University, Istanbul, Turkey.
  • Yechout, T. R., Morris, S. L., Bossert, D. E., & Hallgren, W. F. (2003). Introduction to Aircraft Flight Mechanics: Performance. Static Stability, Dynamic Stability, and Classical Feedback Control, AIAA Education Series, Virginia, USA.
  • Yurt, S. N. (1995). İnsansız Hava Aracı için bir borda bilgisayar mimarisi ve tasarımı (Doctoral dissertation, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, İstanbul).
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: 4
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Peyzaj Potansiyeli ve Kırsal Turizm İlişkisinin SWOT Analizi Yöntemiyle Değerlendirilmesi: Siirt İli Örneği

Arzu ALTUNTAŞ

NACA 4412 Kanadı Üzerinde Bir Emme Kanalı Tasarlanmasının Aerodinamik Etkileri

Tuğrul OKTAY, Öztürk Özdemir KANAT

Yaygın Mürdümük (Lathyrus sativus L.) Genotiplerinin Yarı Kurak İklim Koşullarında Bazı Tarımsal Özellikleri ile Verim Performanslarının Belirlenmesi

Mehmet Arif ÖZYAZICI, Semih AÇIKBAŞ

Diyarbakır İli Bazı Kiraz Bahçelerinde Bulunan Zararlı ve Faydalı böcek Türleri ile Bazı Önemli Zararlı Türlerin Doğada Görülme Zamanı

Mehmet KAPLAN

Saf Alüminyuma Uygulanan İki Aşamalı Anodik Oksidasyon İşleminde Por Genişletme Süresinin Oksit Porlar Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Halil YILMAZ, Mustafa KOCABAŞ

Bazı Tıbbi Ve Aromatik Bitki Yağlarının Sterol Profili Üzerine Silyl Türevlendirmenin Etkisi

Kevser KARAMAN, Selma BÜYÜKKILIÇ BEYZİ, Erman BEYZİ

Tehlikeli Atık Bertaraf Tesislerinde Karşılaştırmalı Risk Analizi ve Biyolojik Faktörler Açısından Risk Değerlendirmesi

Hatice ÖLÇÜCÜ ŞENSOY, İrem ERSÖZ KAYA

LED Dağılımının RSSI Tabanlı Görünür Işık Konum Belirleme Sistemleri Üzerindeki Etkisi

Yasin ÇELİK

Kurutma Koşullarının Elma ve Portakalda Renk Özelliklerine Etkisi

Necati ÇETİN

Robotik Aktüatörde Piezoelektrik Malzemelerin ve Şekil Hatırlamalı Alaşımların Gelişimi

Safar Saeed MOHAMMED, Mediha KÖK, Ibrahim Nazem QADER, Fethi DAĞDELEN