Sabit kanatlı insansız hava araçlarında çoklu otopilot sistemleri

İnsansız hava araçları kullanılmaya başlandığı ilk günden bugüne beraberinde getirdiği yeniliklerle son yüzyıllardaki savunma stratejileri için büyük rol oynamaktadırlar. Bu hava araçları askeri ve sivil bir çok farklı alanda kullanım bulmaktadırlar. Özellikle insan faktörünün ortadan kalkması ile birlikte olası kazalarda insan kayıplarının önüne geçilmesi çalışmalara ilgi ve merak uyandırmıştır. Mürettebatı bir bilgisayar sistemi ile değiştirilmiş ve kablosuz veri hattına sahip bu otonom araçlar, insanlı hava araçlarına kıyasla daha düşük maliyetli, aynı zamanda tehlikeli ve sert manevralara da daha töleranslıdır. İnsan faktörünün ortadan kaldırılması ile birlikte hava aracı içerisinde bir kontrol mekanizmasına ihtiyaç vardır. Literatürde farklı birçok kontrol teorisi bulunmaktadır. Bu çalışmada gürbüz kontrolün bir çeşidi olan kayan kipli kontrolcü kullanılarak tasarlanmış otopilot sistemi yedeklenerek, sisteme entegre edilen seçmen algoritması ile MATLAB / SIMULINK ortamında performans analizleri yapılmıştır.Yedeklenen otopilot sistemleri sistemdeki otopilot donanımının iki kez çoğaltılarak otopilotta meydana gelebilecek hataları maskeler. Yapılan analizler üç yedekli otopilot sistemi göz önüne alınarak yapılmıştır. Yapılan analizler ise; yedeksiz ve doğru çalışan otopilot davranışına ait analiz, yedekli sistem - her üç otopilotun doğru çalıştığı durumdaki davranışa ait analiz, yedeksiz ve otopilotun yanlış çalıştığı durumdaki davranışa ait analiz, otopilotlardan herhangi birinin yanlış çalıştığı durumdaki davranışa ait analiz, iki otopilotun da yanlış çalıştığı durumdaki davranışa ait analiz, üç otopilotta da minik bozulmaların olduğu durumdaki davranışın analizi olarak verilmiştir. Bu analizlerde, yedeksiz otopilot sistemlerinde, otopilotta meydana gelebilecek herhangi bir hata durumunda sistemin kararlılığının korunamadığı ve uçuş güvenliğinin sağlanamadığı gösterilmiştir. Bu sebeple yedekli otopilot sistemlerinin gerekliliğini göstermek ve optimum bir güvenlik - maliyet oranıyla uçuş güvenliğini sağlamak için üç yedekli otopilot sistemlerinin güvenlik analizinde özet olarak şu sonuçlar elde edilmiştir. Yedekli sistemlerde, iki otopilot sisteminde hata meydana gelse dahi veya üç otopilotta da küçük seviyede hata meydana gelmesi durumunda, seçmen algoritmasının yedekli otopilot sistemleriyle uyumlu çalışması sayesinde, sabit kanatlı insansız hava araçları için sistemin kararlığının bozulmadığı ve uçuş güvenliğinin sağlandığı gösterilmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda otopilotların yedeklenmesinin uçuş güvenilirliğini arttırdığı görülmüştür. Eğer bir sistemin başarısızlık maliyeti olası kazalarda mal ve can kayıplarına sebep oluyor ise, sistem yedeklenerek güvenilirliği arttırılmalıdır. Yedekli sistemlerde kullanılan algoritma herhangi bir kontrolcü tipinde uygulanabilir. Yapılan analizler oldukça yaygın bir başarısızlık olan dümen kaybı senaryosu dikkate alınarak yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: N modüler yedekli sistemler, Seçmen algoritmaları, Çoklu sistemler, Sabit kanatlı insansız hava araçları, Triple modüler çoklama, Matlab / SIMULINK