Development of a DSP-FPGA-based resolver-to-digital converter for stabilized gun platforms
Stabilize silah platformları için DSP VE FPGA tabanlı resolver-sayısal çevirici geliştirilmesi
- Tez No: 268441
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDAN M. ERKMEN, PROF. DR. İSMET ERKMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
Dayanıklılığı ve güvenilirliğinden dolayı resolver, yıllardır tank tareti ve silah stabilizasyonplatformu gibi askeri amaçlı döner sistemlerde kullanılmaktadır. Hali hazırda kullanımahazır olarak sunulan ve yoğun bir şekilde servo sistemlerde kullanılmakta olan resolver-sayısal çevirici tümleşik devreleri, resolver sinyallerini kullanarak pozisyon ve hız ölçümünügerçekleştirmektedirler. Ancak, kullanıma hazır olarak sunulan bu devreler, servo sistemindonanıma bağımlılığını artırmakta ve servo sistemin değişken resolver taşıyıcı frekanslarındaresolverlerin veya değişken pozisyon ve hız sensörlerinin kullanıldığı değişken sistemyapılarına uyum sağlayabilme yetisini ve servo sistemin verimliliğini azaltmaktadır.Bu tez kapsamında soruna önerilen çözüm ise özelleşmiş donanım yapılarına ihtiyacıortadan kaldıran ve yazılım üzerine kurulu bir yazılım-tabanlı resolver-sayısal çeviricidir.Önerilen yazılım-tabanlı resolver-sayısal çevirici, son yıllarda servo kontrolcü teknolojisininvazgeçilmez programlanabilir donanım parçaları olan FPGA ve DSP işlemcileri kullanmaktadır.Çevrim için önerilen yapı üç bileşenden oluşmaktadır. Birinci bileşen resolver sinyallerindekiharmonik bozulmalar ve gürültü gibi bozucu etkileri en aza indirgemek için kullanılan sinyal iyileştiricidir. İkinci bileşen, isminden de anlaşılacağı gibi, resolver sinyallerinin faza-duyarlıçözümünü gerçekleştiren faza-duyarlı çözücüdür. Sonuncu bileşen ise tahminleyici filtredir.Resolver çevrimi için kullanılabilecek en iyi tahminleyici filtreyi bulabilmek amacıyla, beş farklıtahminleyici filtre bahsi geçen diğer iki bileşen ile birlikte ASELSAN'ın stabilize silah sistemiSTAMP'a uygulanmış ve bu filtreler hem tahminleme performansı hem de işlemselaçılarından karşılaştırılmıştır. Uygulanan tahminleyici filtreler; literatürde resolver çevrimi içinönerilmiş bulunan doğrusal-olmayan filtre, resolver çevrimine uyarlanmış takiplemeli türevleyicive kalman filtrenin doğrusal kalman filtre, kapsamlı kalman filtre ve kokusuz kalman filtre olmaküzere resolver çevrimine uyarlanmış üç farklı formunu içermektedir. Çalışmanın sonundaönerilen sistem için kararlılık ve duyarlılık analizleri de gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Resolver, due to its reliability and durability, has been used for the aim of shaftposition sensing of military rotary systems such as tank turrets and gun stabilizationplatforms for decades. Ready-to-use resolver-to-digital converter integrated circuitswhich convert the resolver signals into position and speed measurements areutilized in servo systems most commonly. However, the ready-to-use integratedcircuits increase the dependency of the servo system to hardware components whichin turn decrease the efficiency and flexibility of the servo system for changingsystem structures such as for changing resolver carrier frequency or changingposition and speed sensors. The proposed solution to increase the efficiency andflexibility of the servo system is a software-based resolver-to-digital converterwhich does not require aforesaid special hardware components and presents acomplete software-based solution for the conversion. The proposed software-basedresolver-to-digital converter makes use of common programmable hardwarecomponents, that is, FPGA and DSP which form the heart of the servo controllertechnology in recent years.The proposed structure for the conversion has three components. The firstcomponent is the signal conditioner which minimizes the disturbances coming fromthe resolver signals as harmonic distortions and noise. The second component, thephase-sensitive demodulator, as the name implies, is responsible for phase-sensitivedemodulation of resolver signals. The third component is the estimator filter. Inorder to determine the optimal estimator filter, five different estimator filters withthe aforesaid two components are implemented in ASELSAN?s stabilized gunsystem STAMP and they are compared in terms of both estimation performance andcomputational complexity. The implemented filters include nonlinear observer typefilter which is already proposed in the literature for resolver conversion, trackingdifferentiator adapted to resolver conversion and kalman filters adapted to resolverconversion in different forms such as linear kalman filter, extended kalman filterand unscented kalman filter. At the end of the study, stability and sensitivityanalyses are also performed for the proposed system.
Benzer Tezler
- Development of a framework for surgery robotics
Ameliyat robotları için yazılım iskeleti tasarlama
MURAT BİLEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBaşkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA DOĞAN
- FPGA tabanlı OFDM modem gerçeklenmesi
FPGA based OFDM modem implementation
SUHAP ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN KAVAK
- Yazılım tanımlı radyo tabanlı dördün genlik modülasyonu tasarımı
Software defined radio based quadrature amplitude modulation design
ANILCAN AYRANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. HASAN BÜLENT YAĞCI
- An FPGA implementation of a RISC-V based SOC system with custom instruction set for image processing applications
Görüntü işleme uygulamaları için özel komut setine sahip RISC-V tabanlı bir SOC sısteminin FPGA gerçeklemesi
ERFAN GHOLIZADEHAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Trafik otomasyonunda görüntü tabanlı araç tespit sisteminin geliştirilmesi ve FPGA ile gerçeklenmesi
Development ımage processıng based vehıcle detectıon system in traffıc automatıon and FPGA
FERHAT YALDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH BAL