PI-PD denetleyici ile ikiz rotor denetimi
Twin rotor control with PI-PD controller
Yazar: CUMA ANIL TAKEŞ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KAYA
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İkiz Rotor Çok-Girişli Çok-Çıkışlı (ÇGÇÇ) Sistem (Twin Rotor Multi-Input Multi-Output System, TRMS), hava araçları ve kontrol alanında kullanılan temel sistemler arasında yer almaktadır. TRMS literatürde çok-girişli çok-çıkışlı sistemler içerisinde en yaygın kullanılan örneklerden bir tanesidir.
 	
Bu çalışmada, helikopter sistemlerinin ve son zamanlarda üzerinde oldukça sık çalışılan drone sistemlerinin temeli olan TRMS'nin denetimi üzerinde çalışılmıştır. Öncelikle, Matlab/Simulink aracılığıyla TRMS'nin ana rotor, kuyruk rotor, çapraz kuyruk ve çapraz ana rotor transfer fonksiyon modelleri elde edilmiştir. Sonrasında parçacık sürü optimizasyonu (PSO) ile PI-PD ve PID denetleyiciler tasarlanarak TRMS'nin denetimi gerçekleştirilmiştir. Literatürde TRMS'nin denetimi çoğunlukla PID denetleyiciler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ancak PID denetleyiciler, genellikle, açık çevrim kararlı sistemler hariç yetersiz performans gösterebilmektedir. PI-PD denetleyicilerin ise, PID denetleyicilerin yetersiz kaldığı durumlarda, daha iyi bir performans gösterebildiği literatürde gösterilmiştir. Dolayısıyla, bu tez çalışmasında açık çevrim kararsız bir sistem olan TRMS'nin PI-PD denetleyici ile daha iyi kontrol edilebileceğinden hareketle PI-PD denetleyiciler ile TRMS'nin denetimi üzerinde durulmuştur. 

PID ve PI-PD denetleyici kontrolü altında, basamak, sinüs, kare ve testere dişi gibi farklı referans girişleri takipteki kapalı çevrim performanslar karşılaştırılmıştır. Hem benzetimsel hem de gerçek zamanlı ortamda PI-PD ve PID denetleyiciler ile denetimi gerçekleştirilen TRMS'nin PI-PD denetleyiciler ile daha iyi kapalı çevrim performans sağladığı gösterilmiştir.

Abstract:
Twin rotor MIMO system (TRMS) is one of the basic systems used in air vehicles and control. TRMS is one of the most common examples of multi-input multi-output systems in the literature.

	In this thesis, the control of TRMS, which is the basis of helicopter systems and the drone systems, which have recently being worked thoroughly, has been studied. First, transfer functions of pitch rotor, yaw rotor, cross pitch and cross yaw transfer functions of the real TRMS system have been obtained. Then, Particle Swarm Optimisation (PSO) has been used to find optimum tuning parameters of PI-PD and PID controllers. In the literature, generally, PID controllers are used to control the TRMS. However, PID controllers may perform poorly except for open loop stable systems. On the other hand, PI-PD controllers have shown to perform much better in cases where PID controllers fail. Therefore, in this study, the control of TRMS, which is an open loop unstable system, with PI-PD controllers has been studied.

	A step input, sinusoidal input, square input and saw-tooth input were used as the reference in order to compare closed loop performances obtained from PID and PI-PD controllers. It has been shown by both simulation and real time studies that PI-PD controllers can result in better closed loop responses in controlling the TRMS than PID controllers.