NEURAL NETWORK CONTROLLER DESIGN FOR QUADROTOR IN REAL TIME
Journal Name:
- Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi
Keywords (Original Language):
| Author Name |
|---|
Abstract (2. Language):
In this study, a neural network assisted real-time controller has been designed for highly nonlinear quadrotor
orientation control. As controlled dynamic system, a highly nonlinear quadrotor model were used in this study.
The controller has been designed with neural networks for Quadrotor attitude and trajectory control, and this
controller’s performance was compared against the classical PID controller’s performance. These controllers
for dynamic systems performance evaluations were made with the help of real-time experimental setup. Attitude
and trajectory controls have done for designed controllers performance evaluation. Neural network
performance was compared against the classical PID controller which was designed in the same experimental
setup. Designed controllers robustness was tested with pulse inputs. We observed that neural network assisted
controller was more succesful than PID controller in more complicated nonlinear dynamic systems, both in
attitude and trajectory control performance. We comment that with today’s microcontroller technology, neural
networks are faster and more simple for designing controllers for highly nonlinear dynamic systems.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Bu çalışmada, Yapay Sinir Ağları (YSA ) yöntemi ile olduğu yerden kalkış-iniş yapabilen dört rotorlu hava
aracı(quadrotor)için oryantasyon kontrolunu amaçlayan kontrolör tasarımı ve gerçek zamanlı quadrotor
oryantasyon kontrol deney düzeneği ortamında gerçeklenmesi ele alınmıştır. YSA yönteminin özünde olan
öğrenme yeteneğinden faydalanılarak daha geniş bir çalışma uzayında dayanıklı(robust) kontrolör yapısı elde
edilmeye çalışılmıştır. Quadrotor, ayrışamayan doğrusal olmayan dinamiklere sahip ve yüksek doğrusal
olmayan matematiksel modeli ile son yıllarda ilgi çekici bir sistem olarak kontrol mühendisliği alanında kontrol
edilmeye çalışılan sistem olarak görülmektedir. Yüksek doğrusal olmayan yapıya sahip bu dinamik sistem için
tasarlanan YSA kontrolörün performansı klasik PID kontrolörü ile karşılaştırılmıştır. Ele alınan sistemler için
tasarlanan kontrolörlerin performans değerlendirmesi kurulan gerçek zamanlı deney düzeneği kullanılarak
yapılmıştır. Tasarlanan kontrolörlerin performans değerlendirmesi yunuslama, yalpa ve sapma eksenlerinde
konum ve yörünge kontrolü için yapılmıştır. Tasarlanan kontrolörlerin dış bozuculara karşı dayanıklılık
deneyleri üretilen darbe fonksiyonu ile değerlendirilmiştir. Tasarlanan YSA kontrolörün performansının PID
kontrolör yapısına göre hem yörünge takibi hem de sistem dayanıklılığı açısından daha başarılı olduğu
gösterilmiştir. Tasarım sürecinde yoğun matematiksel işlemler gerektirmeyen YSA yaklaşımının doğrusal
olmayan dinamik sistemlerin kontrolü için mikroişlemci teknolojisindeki gelişmeler de göz önüne
alındığındadaha yaygın biçimde kontrol sistemleri içinde yer alacağı değerlendirilmektedir.
FULL TEXT (PDF):
- 2