Download - ITU Fen Bilimleri Gayrıresmi Tez Sablonu
YÜKSEK LİSANS TEZİİsim Soyisim
TEZ BAŞLIĞI BURAYA YAZILACAKDEVAMI İKİNCİ SATIRDA
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Anabilim Dalı : Anabilim Dalı Adı
Programı : Program Adi
AY YIL
AY YIL
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİİsim Soyisim (Öğrenci no)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih :Gün Ay YılTezin Savunulduğu Tarih :Gün Ay Yıl
Tez Danışmanı :Prof. Dr. İsim Soyisim (İTÜ)Diğer Jüri Üyeleri :Prof. Dr. İsim Soyisim (İTÜ)Prof. Dr. İsim Soyisim (İÜ)
TEZ BAŞLIĞI BURAYA YAZILACAKDEVAMI İKİNCİ SATIRDA
ÖNSÖZ
Teşekkürler. Katkı sağlayanlara yardım edenlere emeği geçenlere. Sadece bu kısım 1. tekil şahısla yazılabilir.
Ay Yıl İsim Soy isim
(X Mühendisi)
iii
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖNSÖZ.......................................................................................................................iiiİÇİNDEKİLER...........................................................................................................vKISALTMALAR......................................................................................................viiÇİZELGE LİSTESİ..................................................................................................ixŞEKİL LİSTESİ........................................................................................................xiSEMBOL LİSTESİ.................................................................................................xiiiÖZET.........................................................................................................................xvSUMMARY.............................................................................................................xvii1. GİRİŞ.......................................................................................................................1
1.1 Giriş ve Çalışmanın Amacı.................................................................................11.2 Helikopterlerin Tarihi.........................................................................................11.3 İnsansız Hava Araçlarının Tarihi........................................................................2
2. HELİKOPTER MODELİ......................................................................................32.1 Eksenlerin Açıklanması......................................................................................3
2.1.1 Eksen takımları............................................................................................32.1.2 Gösterim sistemi..........................................................................................32.1.3 Eyleyiciler....................................................................................................4
2.2 Model ve Modelleme Yaklaşımı.........................................................................42.2.1 Katı cisim denklemleri bloğu.......................................................................4
3. BENZETİM MODELİ...........................................................................................73.1 Dinamik Modelin Doğrulaması..........................................................................7
3.1.1 Uzunlamasına basamak kontrol girişi..........................................................73.1.2 Yanlamasına basamak kontrol girişi............................................................73.1.3 Birim basamak cevabı..................................................................................7
4. KONTROLCÜ TASARIMI...................................................................................94.1 Kontrol Edilebilirlik............................................................................................94.2 Maliyet Fonksiyonu............................................................................................94.3 Senaryoların koşturulması..................................................................................9
4.3.1 Senaryo 1’in koşturulması...........................................................................94.3.2 Senaryo 2’nin koşturulması.........................................................................9
5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA.............................................................................11KAYNAKLAR..........................................................................................................13EKLER......................................................................................................................15ÖZGEÇMİŞ................................................................................................................19
v
KISALTMALAR
AUV : Unmanned Air Vehicles
vii
ÇİZELGE LİSTESİ
Sayfa
Çizelge 2.1 : Hız ve Euler açılarının gösterim sistemi……………….……….…….18
ix
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa
Şekil 1.1 : Sikorsky VS-300 helikopteri.......................................................................3
xi
SEMBOL LİSTESİ
A, B, C, D : Sürekli sistemin durum, giriş, çıkış ve ileri besleme matrisi
xiii
TÜRKÇE TEZ BAŞLIĞI
ÖZET
En az 200 kelime. Olacak. 1-5 sayfa arasında olacak. Tezde uğraşılan problem, kullanılan yöntemler, temel çıktılar yazılacak. Bu kısmı tez tamamen bittikten sonra yazarsanız daha yararlı olur.
xv
ENGLISH THESIS TITLE
SUMMARY
Türkçe özetin çevirisi.
xvii
1. GİRİŞ
1.1 Giriş ve Çalışmanın Amacı
Geçtiğimiz on yıl içerisinde insansız hava araçlarıyla ilgili çalışmalar, teknolojinin ve
ihtiyacın artması ile birlikte ivme kazanmıştır (Castillo ve diğ., 2005). Kaynak
gösterimi için yazar soyadına referans vermenin daha yararlı olduğunu düşündüğüm
için bunu kullandım. İstenirse numaralı referans da verilebilir.
1.2 Helikopterlerin Tarihi
Sikorsky’nin 1939’da ürettiği VS-300 ilk klasik helikopterdir. Şekil 1.1’de görülen,
uzunlamasına ve yanlamasına kontrol edilebilen VS-3A00, askıda kalabiliyor, yan ve
geri de gidebiliyordu. Tez metni boyunca kullandığım yazı stili “GOVDE”dir.
Şekiller için “sam-Sekil”, şekil yazıları için “sam-Sekil yazısı” adlı stiller mevcuttur.
Tez boyunca yazı stillerini kullanmaya özen gösterin. Böylece değişiklikleri çok kısa
sürede yapabilirsiniz. Stiller nerede mi? Ekranda AA yazan yerde. Stiller oldukça
önemlidir. Çok iyi bilmenizi tavsiye ederim.
Şekil 1.1 : Sikorsky VS-300 helikopteri
1
1.3 İnsansız Hava Araçlarının Tarihi
İnsansız Hava Araçları (Unmanned Air Vehicles, UAV) kendi başına uçabilen veya
uzaktan kontrol edilebilen araçlar olarak tanımlanmaktadır. Bu kısaltmayı ilk geçtiği
yerde yazdık.
İnsanlı araçlara göre temel avantajları, insan kaybı riskini azaltmaları, maliyetleri
düşürmesi, taşınabilir oluşu ve daha uzun süreli kullanılabilmeleridir. Pek çok sivil
görevde kullanılırlar (Sarris, 2001).
Zehir veya radyasyon içeren, hava şartları kötü olan bir bölgeye intikal
etmek,
Çevresel koşullarla, hava durumuyla, deniz bilimiyle (oşinografi) ilgili bilgi
toplamak, mıknatıssal (magnetic) , ışınbilimsel (radiologic), ve yerçekimsel
(gravimetric) haritalama yapmak,
Standart araç kutusundaki Göster/Gizle’yi tanımlayan ters P tuşuna basın. Böylece
bu yazının altında “Bölüm Sonu – Tek Sayfa” yazdığını göreceksiniz. Birincil
derecen başlıklar tek sayfa ile başlar ki, başlık tezin sağ kısmına gelsin. Bu tek sayfa
işlemini elle yapmayın, gözden kaçırırsanız tekrar uğraşmanız gerekir.
Bunun yerine menüden Ekle/Kesme/Bölüm Sonu Türleri/ Tek Sayfa’yı seçin. Eğer
sonraki sayfa tek ise bir şey yapmayacak, çift ise Word araya boş sayfa koyacaktır.
2
2. HELİKOPTER MODELİ
Sayfa marginlerini “mirror margin” olarak verdim. Böylece tezi önlü arkalı basmak
istediğiniz takdirde cilt payları doğru verilmiş olacak. Bez ciltte önlü arkalı basmak
mecburi olduğu için böyle kalması daha doğru.
2.1 Eksenlerin Açıklanması
2.1.1 Eksen takımları
Dünya’nın düz ve sabit olduğu kabulü yapılarak dünyaya sabitlenmiş eksen takımı
(Earth-Fixed Frame, EF) oluşturulur. Metni yazarken birinci tekil şahıs kullanmayın.
“Sonuçları hesapladım” demeyin. “Sonuçlar hesaplanmıştır” deyin. Mutlaka
kendinizden bahsetmeniz gerekiyorsa “Yazar sonuçları hesaplamıştır” deyin.
2.1.2 Gösterim sistemi
Helikopterin hareketini ve açısal davranışını (attitude) tanımlamak için bazı
değişkenler tanımlanmıştır. Çizelge 2.1’de görüldüğü gibi ileri geri hızları
tanımlamak için u, v ve w değişkenleri, açısal hızları tanımlamak için p, q ve r
değişkenleri, Euler açılarını tanımlamak içinse φ, θ ve ψ değişkenleri kullanılmıştır.
Çizelgenin sütun ve satır kenarlıklarına dikkat edin, normalden biraz farklı.
3
Çizelge 2.1: Hız ve Euler açılarının gösterim sistemi
X yönü Y yönü Z yönü
Doğrusal hız u v w
Açısal hız p q r
Doğrusal yer değiştirme x y z
Açısal yer değiştirme φ θ ψ
2.1.3 Eyleyiciler
Düzenleyicinin sabit olduğunu kabul ederek bu tez kapsamında hesaplanacak kontrol
giriş vektörü (2.1) denklemindeki şekildedir. Denklemleri numaralandırırken SEQ
tipinde alanları kullanırsanız daha rahat edersiniz. Menüden Ekle/ Alan.
(2.1)
2.2 Model ve Modelleme Yaklaşımı
Modeli oluştururken temel alınan kaynaklar Mettler (2003), Heffley ve Mnich
(1988), Hald (2005) ve Munzinger’dir (1998).
2.2.1 Katı cisim denklemleri bloğu
Bu bölümde helikopterin hareketi tanımlanmaktadır. Menüden bulunan “Document
Map/Belge Bağlantılarını” kullanın. Sol tarafta açık kalsın, böylece bölümler
arasında hızlıca geçiş yapabilirsiniz. Diğer kullanışlı araç ise Anahat görünümüdür.
Başlıkların düzeylerini kolayca değiştirmenizi sağlar. Ancak stilleri doğru bir şekilde
kullanırsanız bu düzeylerin düzenlenmesine nerdeyse hiç ihtiyacınız kalmaz.
2.2.1.1 Euler açıları
Helikopter katı cisim olarak kabul edildiği için eylemsizliğin değişimi (dI/dt = 0)
sabit olarak kabul edilebilir. Böylece (2.2) denklemi elde edilir.
4
(2.2)
5
3. BENZETİM MODELİ
Bu bölümde, doğrusal olmayan modeli elde edilen helikopterin benzetim modeli
açıklanacaktır. Tezi yazarken kullanabileceğiniz iki temel görünüm “Sayfa Düzeni”
ve “Normal”dir. Hızlı ve uzun yazacağınız zamanlarda “Normal”i kullanmak yararlı
olabilir.
3.1 Dinamik Modelin Doğrulaması
Helikopterin doğrusal …
3.1.1 Uzunlamasına basamak kontrol girişi
Bu test kapsamında en büyük değişimin uzunlamasına hız ve yunuslama oranında
olması beklenmektedir (Pretolani, 2007).
3.1.2 Yanlamasına basamak kontrol girişi
Denge koşulu gerçekleştiğinde helikopterin hareketini temsil eden durum
değişkenleri ve kontrolcü girişleri sabittir, zamanla değişmez.
(3.1)
(3.1) numaralı denklemde helikopterin hareketini temsil eden doğrusal olmayan
durum denklem seti tanımlanmıştır.
3.1.3 Birim basamak cevabı
Sistemin kararlılığını incelemek için başvurulabilecek diğer bir yöntem de birim
basamak cevabının incelenmesidir.
7
Şekil 3.1 : Açık çevrim sistemin birim basamak cevabı
Şekil 3.1’de hız ve Euler açısı değerlerinin zamana göre değişimi görülmektedir.
8
4. KONTROLCÜ TASARIMI
Tezin bu bölümünde …
4.1 Kontrol Edilebilirlik
Kontrol edilebilirliğin testi için aşağıdaki matris incelenir:
(4.1)
4.2 Maliyet Fonksiyonu
4.3 Senaryoların koşturulması
Belirlenen kontrolcü….
4.3.1 Senaryo 1’in koşturulması
İleri doğru gitmekte…
4.3.2 Senaryo 2’nin koşturulması
Senaryo 2’nin koşum sonuçları…
9
5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Tez ulaşılan temel sonuçlar açıklanacak ve tartışılacak.
11
KAYNAKLAR
Agachi, P.Ş., 2006., Model based control : Case studies in process engineering, Wiley-VCH.
Bak, T., 2002. Lecture notes : Modeling of mechanical systems, Aalborg University, Aalborg.
Balderud, J., Wilson, D., 2002. Application of oredictive control to a toy helicopter, IEEE Conference on Control Applications, Glasgow, İskoçya, 18-20 Eylül.
Bemporad, A., Morari, M., Ricker, N.L., 2008. Model predictive control toolbox user’s guide for use with MATLAB Version 3.0, The MathWorks Inc.
Bisgaard, M., 2007. Modeling, estimation and control of helicopter slung load system, Doktora Tezi, Aalborg University, Aalborg.
Castillo-Effen, M., Castillo, C., Moreno, W., Valavanis, K.P., 2007. Control fundamentals of small/ miniature helicopters : A survey, Advances in Unmanned Aerial Vehicles : State of the Art and the Road to Autonomy, s. 73-119, Ed. Valavanis, K.P., Springer, Hollanda.
Clarke, D.W., Mohtadi, C., Tuffs, P.S., 1987. Generalized predictive control : Part I, The basic algorithm, Automatica, 23 (2), s. 137-148.
13
EKLER
EK A : Ek’in Başlığı
EK B : Ek’in Başlığı
15
EK A
Bu bölümde MATLAB yazılımında bulunan MPC Toolbox’ın grafik arayüzü ile
nasıl MPC tipinde kontrolcü tasarlanacağı açıklanacaktır.
16
EK B
17
ÖZGEÇMİŞ
İsim Soyisim X yılında Y’de doğdu. Lise öğrenimini Z Anadolu Lisesi’nde tamamladı. X2 yılında öğrenimine başladığı Z2 Üniversitesi Z3 bölümünden X3 yılında mezun oldu. Aynı yıl Z3 Üniversitesi Z4 bölümünde yükek lisans öğrenimine başlayan İsim Soyisim halen Z4 firmasında çalışmaktadır.
Yayın Listesi:
Soyisim, İ., Hocasoyadı, A., 2010. Bildiri Başlığı, Konferans Adı, İlçe, İl, Gün1-Gün2 Ay.
Diğerkişisoyadı, A., Soyisim, İ., Hocasoyadı, A., 2010. Bildiri Başlığı, Konferans Adı, İlçe, İl, Gün1-Gün2 Ay.
19