Son yýllarda, basit sabit-kanatlý insansýz hava aracý sistemleri, savaþ meydanlarýnda oyun deðiþtirici rolleriyle ön plana çýkmaktadýr. Bu sonucunda ise döner kanatlý dünyasýnda tasarlanabilecek ucuz, basit ve hafif helikopter platformlarýnýn, keþif, gözetleme ve askeri özel kurye taþýma gibi önemli görevler için kullanýmlarý gündeme gelmiþtir.
Bu çalýþma ile konvansiyonel kuyruk rotorlu döner kanatlý bir insansýz hava aracý (RÝHA) konsepti için MATLAB ve SIMULINK ortamýnda helikopter uçuþ kontrol sistemi geliþtirilerek otomatik uçuþ, iniþ ve kalkýþ yaptýrýlmasý hedeflemektedir.
Helikopter matematik modeli olarak, literatürde denge çubuðu olmayan bir genel maksat helikopterinin simülatörde benzetiminin yapýlabilmesi için üretilmiþ bir model tercih edilmiþtir ve bilgisayar ortamýnda týpký makalede verildiði gibi adým adým kurulmaya çalýþýlmýþtýr.
Yapý olarak doðrusal olmayan bu matematiksel model, paket programýn doðrusal analiz aracý kullanýlarak giriþ ve çýkýþ kanallarýna göre doðrusallaþtýrýlmýþtýr. Kontrolcüler, bu doðrusal modele uyacak þekilde geliþtirilmiþtir. Çalýþmanýn sonunda, trim noktalarý olan aský uçuþu, ileri uçuþ, iniþ ve kalkýþýn farklý irtifalar için otomatik olarak baþarýlabilmesi amaçlanmýþtýr.
Uçuþ kontrol sisteminde, öncelikle iç kararlýlýk döngüsü kurularak her eksenin açýsal hýz ve ivmelerine bakýp eksenel dengeyi (SAS) saðlayan bir kontrolcü tasarlanmýþtýr. Ardýndan, konum-tutma amaçlý dýþ kararlýlýk döngüsü kurularak helikopterin hedeflenen hýz, yükseklik ve yönelim durumlarýna getirilip durumunun korunmasý amaçlanmýþtýr. Döngülerde PID gibi klasik kontrol yöntemleri ve durum geri-beslemesi ile optimal kontrol kullanýlmýþtýr.
Üç boyutlu helikopter hareketi kuzey-doðu-aþaðý koordinat sistemine (NED) göre grafiðe dökülmüþtür. Kontrolcülerin, içsel olarak sol yana doðru kayan modeli trim noktalarýndaki durum ve giriþ deðerlerine göre ideal rotaya yaklaþtýrabilme performanslarýna bakýlmýþtýr. Bunun sonucunda, performanslarýn iyileþtirilmesi için en uygun kontrolcü kazançlarý saptanmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: Helikopter, RÝHA, Doðrusallaþtýrma, Otopilot, LQI, PID, Benzetim
|
