Sabit kanatlı insansız hava aracı için istatistiksel öznitelikler kullanan arıza teşhis sistemi

Abstract

Teknolojik gelişmeler sayesinde risk faktörünün yüksek olduğu birçok sektörde olduğu gibi havacılık sektöründe de insan etkisi gittikçe azalmıştır. Bu nedenle insan etkisini en aza indiren insansız hava araçlarına (İHA) olan talep ve geliştirme çalışmaları tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de büyük bir önem ve hız kazanmıştır. Tüm elektronik sistemlerde olduğu gibi hava aracı elektronik sistemlerinde de meydana gelebilecek arızalar ciddi sonuçlara neden olabilmektedir. Hava araçlarında oluşabilecek arızalar temel yönlenme hareketlerinin yapılmasını sağlayan kontrol yüzeylerinde etkinlik kaybı ve arızanın devamında kontrol yüzeyinin tamamen kaybına yol açabilmektedir. Meydana gelebilecek arızaların önceden tahmin edilebilmesi veya ilk arıza anlarında tespit edilerek devamında sistemin sorunsuz kontrol edilebilmesi büyük bir araştırma ve geliştirme konusu olmuştur. Bu tezde sabit kanatlı insansız hava araçlarında oluşabilecek aktuatörlerde etkinlik kaybına neden olan ani arızaların teşhisine odaklanılmıştır. MATLAB Simulink’de hazır bulunan bir model kullanılarak aktuatör bloğunda geçici rejim sonrası oluşacak şekilde kısmi arızalar oluşturulmuştur. Bu arıza çıkışlarını incelemek için araç üzerindeki çeşitli sensörlerden alınan veriler çeşitli istatistiksel öznitelikler yönünden incelenmiştir. Veri incelemesi yapılırken sağlıklı veriler istatistiksel öznitelikler yönünden incelenerek bir eşik değer belirlendi ve arızalı durum verileri ile karşılaştırma yapılarak eşik değerin aşıldığı durumlarda ‘arıza var ‘tespiti yapılmıştır.

Thanks to technological developments, the role of humans has gradually decreased in the aviation sector where risk factor are high as in many other sectors. For this reason, the demand and development studies for unmanned aerial vehicles (UAVs) that minimize the human factor have gained great importance and momentum in our country as well as all over the world. As with all electronic systems, a malfunction in these vehicles can cause serious consequences. Malfunctions that may occur in vehicles cause loss of effectiveness in the control surface that enable the basic movements of the aircraft or even the complete loss of the control surface. For this reason, detecting malfunctions in advance or immediately and subsequently controlling the system smoothly has become a major research and development subject. This thesis focuses on diagnosis of sudden malfunction that cause loss of effectiveness in actuators in fixed wing unmanned aerial vehicles. Using a model available in MATLAB Simulink partial fault were created in the actuator block occurring after the transient regime. To examine these fault outputs, numerical data received from the sensors on the vehicle were examined in terms of various statistical attributes. During the data analysis, a threshold value was determined by examining the healthy data in terms of statistical parameters and by comparing it with the faulty state data, a 'fault' was detected in cases where the threshold value was exceeded.