Küçük Boyuttaki Kara Araçları Ve İnsansız Hava Araçları İçin Geliştirilmiş Mikroaviyonik Sistem Ve Mikroaviyonik Kontrol İmplementasyonu

Abstract

Son yıllarda insansız hava ve yer araçları gerek sivil gerek askeri sahalarda ciddi önem kazanmıştır. Bu önem dolayısıyla insansız sistemler ve otonomi üzerine pek çok araştırmalar hali hazırda günümüzde de derinleşerek devam etmektedir. Bu çalışmada İTÜ Uçak Uzay Bilimleri Fakültesi Kontrol ve Aviyonik Labratuvarında bulunan humvee isimli yer aracı ve Trainer-60 model insansız hava aracı için tasarlanmış Core Design ve Distributed Microavionics Design isimli iki farklı sistem anlatılacak ve bu sistemlerin birbirlerine olan üstünlükleri ve ne amaçla kullanıldıklarından bahsedilecektir. Daha sonra bütün donanımı yerde daha ucuz ve güvenli bir şekilde test edebilmek için tasarlanmış donanım çevrimli benzetim iki farklı kullanım seçeneğiyle anlatılacak ve bunun üzerindeki kontrol ve kontrolcülerin test edilme mantalitesi gösterilecektir. Ayrıca ilerleyen kısımlarda uçağın lineer olmayan denklemlerinden ve bunların bir çalışma noktası etrafında lineerleştirilmesinden ve bu şekilde matematik modelin uçak için elde edilmesi anlatılacak, boylamsal ve yanal dinamikler uçak için elde edilecek ve bu dinamikler donanım çevrimli benzetim ortamında test edilecektir. En son olarak Network Simülatöründen ve bizim donanım çevrimli benzetimiz vasıtasıyla aviyoniklerimizin ve yazılımlarımızın, ayrıca gerçek uçuş sırasındaki uçağın bu görev simülatörüne integrasyonu ayrıntılı olarak anlatılacaktır.

In last decades with the increasing importance of unmanned vehicles in civilian and military spaces, many different researches are focused on the developments of unmanned systems and autonomy. This thesis study is expressed the design of microavionics architecture for unmanned testbeds as in Fig.3.3 in Control and Avionics Laboratory. This microavionics hardware is designed in two different ways as Core Design and Distributed Bus Based design. The advantages and disadvantages of two different designs are compared. Besides the Hardware-in-the-Loop system design for ground test and hardware testing are also explained in detail. The linearization of nonlinear aircraft equations, obtaining lateral and longitudinal dynamics, implementation of linear control methodology both in ground testbeds and in Trainer-60 model aircraft are shown in the following sections. At last, the Network Mission Simulator and the integration of Hardware-in-the-Loop system and the integration of the Trainer-60 model aircraft during real-flight is explained and depicted in this thesis work.