Sabit Kanatlı Bir İnsansız Hava Aracı için Takip ve Stabilizasyon Amaçlı Otopilot Sistemi Geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, takip ve stabilizasyon amaçlı özgün bir otopilot algoritması geliştirilmesi amacıyla Ardupilot Mega otopilot kontrolcü kartı üzerinde donanımlı döngü sistemi kurulmuştur. Ardupilot için hazırlanmış donanımlı döngü yazılımı ile Xplane uçuş simülasyon programı üzerinde uçuşlar yapılmış, uçuş modlarının ve kartın donanımsal olarak çalışma mantığı analiz yapılarak anlaşılmıştır. Analiz aşamasından sonra, donanımlı döngü sistemi üzerinde yatış ve yunuslama hareketlerini benzetim platformu oluşturulmuş ve gerçek sensör verileri kullanılarak Xplane üzerindeki PT-60 uçağı için uçuş benzetimi yapılmıştır. Ardından donanımlı döngü benzetim sisteminden elde edilen uçuş verilerinden yola çıkılarak sistem tahmini yapılmış, yatış ve yunuslama hareketleri için tahmin edilen sistemler üzerinde PID kontrolcüler tasarlanmıştır. Sonuç olarak önceki aşamalardan yola çıkılarak manüel, stabilize ve otopilot uçuş modlarına sahip takip ve stabilizasyon tabanlı özgün otopilot sistemi geliştirilmiştir. Bu otopilot sistemi için uçuş testleri yapılmıştır. Uçak tarafından gönderilen uçuş verileri, yer kontrol istasyonu tarafından kaydedilmiş ve incelenmiştir.

In this study, hardware in the loop system is set on Ardupilot Mega autopilot controller board for the purpose of developing tracking and stabilization based authentic autopilot system. Flights are made on Xplane flight simulation program with hardware in the loop software which is prepared for Ardupilot, flights modes and hardware working principle are examined by making analysis. After analyzation process, simulation platform which represents roll and pitch movements is built up on the hardware in the loop system and flight simulation is made for PT-60 aircraft which is on Xplane by using real sensor data. Then, system identification is made according to flight data which is obtained from hardware in the loop system, PID controllers are designed on the systems which are identified for roll and pitch movements. As a result, according to previous stages, tracking and stabilization based authentic autopilot system which have manual, stabilize and autopilot flight modes is developed. Flight tests are made for this autopilot system. Flight data, which is sent by the plane, is recorded and examined by ground control station.