This thesis presents the design of an autopilot and guidance system for an unmanned aerial vehicle. Classical (PID) and modern control (LQT, Sliding Mode) methods for autonomous navigation and landing in adverse weather conditions are implemented. Two different guidance systems are designed in order to navigate through waypoints during normal and/or emergency flight. The nonlinear Pioneer UAV model is used in controller development and simulations.Aircraft is linearized at different trim points and total airspeed, altitude, roll and yaw autopilots are designed using Matlab/Simulink environment for lateral and longitudinal control of the aircraft. Gain scheduling is used to combine controllers designed for different trim points. An optimal landing trajectory is determined using ?Steepest Descent? Algorithm according to the dynamic characteristics of the aircraft. Optimal altitude trajectory is used together with a lateral guidance against cross-wind disturbance.Finally, simulations including landing under crosswind, tailwind, etc., are run and the results are analyzed in order to demonstrate the performance and effectiveness of the controllers.

Bu tez çalışması, insansız bir hava aracı için otopilot ve güdüm sistemi tasarımını anlatmaktadır. Otonom iniş ve seyrüsefer amaçlı klasik (OİT) ve modern (KKD, DİDT) kontrol yöntemlerinin uygulamaları üzerinde çalışılmıştır. Nirengi noktalarını kullanarak, normal ve/veya acil durum seyrüseferi gerçekleştirmek için 2 farklı güdüm sistemi tasarlanmıştır. Kontrolcü geliştirme ve simulasyon çalışmalarında insansız bir hava aracı olan Pioneer?ın modeli kullanılmıştır.Hava aracı ilk olarak farklı denge-uçuş noktalarında doğrusallaştırılmış, sonrasında hava aracının kontrolü için Matlab/Simulink ortamında hız, irtifa, yatış ve yön otopilotları tasarlanmıştır. Son olarak kazanç-tablolama yöntemi kullanılarak farklı denge-uçuş noktaları için geliştirilen kontrolcüler bir araya getirilmiştir. Hava aracının dinamik özelliklerine uygun olarak, ?En Hızlı İniş? Yöntemi kullanılarak optimize edilmiş bir iniş güzergahı oluşturulmuştur. Optimize edilmiş irtifa komutları, yanal güdümcü ile beraber yan rüzgar koşullarına karşı kullanılmıştır.Son olarak, yan rüzgar, kuyruk rüzgarı gibi zorlu hava koşulları altında iniş simulasyonları yapılmış ve kontrolcülerin performans ve etkinliği değerlendirilmiştir.