İnsansız hava aracanın gerçeklenmesi ve modellenmesi

Bu tez çalışmasında, insansız hava aracı olarak baz aldığımız dört motorlu ve dört pervaneli bir sistem olan hava aracının, temel dinamik denklemlerden yola çıkarak modeli oluşturulduktan sonra mekanik, elektronik ve son olarak kontrol sistemleri tasarlanılmış ve gerçekleştirilmiştir. Sistemdeki pervaneleri yüksek devir sayılarında döndürebilmek için fırçasız motor kullanılmıştır. Fırçasız motorların devir sayıları elektronik hız kontrolörleri üzerinden değiştirilmektedir. Aracın temel dinamik yunuslama, yuvarlanma ve dümen açıları, araçta bulunan AHRS sensörü üzerinden alınmaktadır. Bu açılar, daha sonra elektronik kart üzerinde bulunan işlemci üzerinde koşulan kontrol algoritmasına girdi olarak verilmektedir. Aracın kontrol algoritması, elektronik kart üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elektronik kart üzerinde, bir adet FPGA ve içindeki soft işlemcinin yazılımını koşturabilmesi için bir adet SRAM bulunmaktadır. Aynı zamanda pozisyon bilgisinin alınabilmesi için bir adet GPS ve yerdeki bilgisayarla kablosuz iletişim kurabilmek için bir adet RF modül kullanılmıştır. Aracın taşıyıcı iskelet yapısı karbon fiber malzemeden yapılmıştır. Aracın karbon fiber malzemeden yapılması aracın hafif ve sağlam olmasını sağlamıştır. Quadrotor olarak adlandırdığımız hava aracı için çeşitli test düzenekleri hazırlanmıştır. Quadrotorun bu test düzenekleri üstünde analizleri gerçekleştirilmiştir. Sistemde yunuslama, yuvarlanma ve dümen eksenleri için kontrolcüler tasarlanmıştır. Kontrol algoritması iç içe iki tane döngüden oluşmaktadır İç taraftaki döngü açısal hız döngüsüdür. Dış taraftaki döngü açı ya da pozisyon döngüsü olarak adlandırılmaktadır. Quadrotor serbest uçuş denemesinde başarı ile uçurulmuştur.