Hava Taşıtlarının Uçuş Kontrolü için Doğrusal Kuadratik Regülator Yöntemi ile Optimal Kontrolör Tasarımı

Year 2015, Volume: 27 Issue: 2, 1 - 9, 01.06.2015

Mehmet Cem Çatalbaş , Zehra Ural Bayrak , Arif Gülten

Abstract

Hava taşıtlarının kontrol dinamikleri, kontrol mühendisliğinin önem arz eden konularından biridir. Bu çalışmada
öncelikle hava taşıtları için uzun periyot ve kısa periyot kavramlarına değinilmiştir. Sonrasında doğrusal
kuadratik regülatör tasarımının aşamaları ve gerçekleştirilmesi anlatılmıştır. Örnek uygulama olarak bir Boeing
747 uçağının belli parametreler ışığında durum uzay denklemi elde edilmiştir. Ve bu sisteme ilişkin doğrusal
kuadratik regülatör tabanlı optimal kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu sayede kararsız olan hava taşıtının
hareket dinamikleri, kontrol edilebilir hale getirilir. Doğrusal kuadratik regülatör tasarımındaki Q ve R
parametreleri değiştirilerek sistemin geçici rejim karakteristiklerine olan etkisi incelenmiştir. Ayrıca hava
taşıtlarının, uzun periyot ve kısa periyottaki davranışlarını belirleyen parametreler irdelenmiştir. Tasarlanan
doğrusal kuadratik regülatör yöntemi ile örnek bir hava taşıtının hareketi, kontrol edilebilir hale getirilmiştir.

Keywords

Hava taşıtı kontrolü, Lineer kuadratik regülatör, Optimal kontrol teorisi, Uçuş kontrol sistem dizaynı

OPTIMAL CONTROLLER DESIGN VIA LINEER QUADRATIC REGULATOR METHOD FOR FLIGHT CONTROL OF AIRCRAFT

Abstract

Control dynamics of the aircraft is one of the important issues in the control engineering. In this study, the term
of longitudinal period and short period for the aircraft has been firstly mentioned. Then, steps and
implementation of the linear quadratic regulator design have been expressed. State space equation of a Boeing
747 aircraft in consideration of specific parameters has been obtained by a sample application. Design of the
linear quadratic regulator based optimal control design has been performed for this system. Thus, instable
motion dynamics of the aircraft can be controlled dynamically. Its effects to transient characteristics of the
system have been investigated by changing of Q and R parameters in linear quadratic regulator design. In
addition, the parameters determining the behaviour of the longitudinal period and short-period of the aircraft
have been examined. Motion of a sample aircraft becomes controllable with the designed linear quadratic
regulator.

Keywords

Aircraft control, Lineer quadratic regulator, Optimal control theory, Flight control system design