Control and guidance of an unmanned sea surface vehicle
Bir insansız su üstü aracının güdüm ve denetimi
- Tez No: 318821
- Danışmanlar: PROF. DR. M. KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu tezde, insansız su üstü araçları için güdüm ve denetim algoritmaları çalıştırılmıştır. Değişik karmaşıklık seviyelerinde denetim algoritmalarını tasarlamak için, öncelikle bir insansız su üstü aracı için bir matematiksel model elde edilmiştir. Su üstü araçları için dinamik ve kinematik denklemler elde edilerek ve gerekli eklemeler ve sadeleştirmelerle gerçek hayat şartlarına uyarlanmıştır. Araçlara etkiyen kuvvet ve momentler ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Eksik çalıştırıcılı altı serbestlik dereceli model için denetim algoritmaları tasarlanmıştır. İleri hız ve sapma açısı isteklerini elde etmek için PID ve LQR denetimcileri uygulanmıştır. Otopilotlar tasarlanmış ve performansları kıyaslanmıştır. Otopilotları temel alarak, aracın istenilen yönelimi yapması için bir güdüm algoritması uygulanmıştır. Engeller arasında güvenli hareket için bir engelden kaçma algoritması önerilmiştir. Eğer önündeki nokta ıskalanmışsa, aracı sıradaki en uygun hedef noktasına yönlendirecek bir sonraki nokta üretici algoritma tasarlanmıştır. Simülasyon sonuçları üzerinde, bozucuların aracın hareketi üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bir Traxxas Spartan model teknesini kontrol eden ArduPilot Mega v1.4 kartı üzerinde PID denetimcisi uygulanmıştır. Denetimcinin performansı donanımsal olarak doğrulanmıştır. Benzetimler ve deneysel sonuçlar verilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, control and guidance algorithms for unmanned sea surface vehicles are studied. To design control algorithms of different complexity, first a mathematical model for an unmanned sea surface vehicle is derived. The dynamical and kinematical equations for a sea surface vehicle are obtained, and they are adapted to real life conditions with necessary additions and simplifications. The forces and torques effecting on the vehicle are investigated in detail. Control algorithms for under-actuated six degrees-of-freedom model are designed. PID and LQR controllers are implemented to attain desired surge speed and yaw position. The autopilots are designed and their performances are compared. Based on the autopilots, a guidance algorithm is implemented to achieve desired motions of the vehicle. An obstacle avoidance algorithm is proposed for safe motion among the obstacles. A next-point generation algorithm is designed to direct the vehicle to the most appropriate next way-point if the one ahead is missed. The effects of disturbances on the motion of the vehicle are studied thoroughly on simulation results. PID controller for an unmanned sea surface vehicle is implemented on ArduPilot Mega v1.4 cart controlling a Traxxas Spartan model boat. The performance of the controller is validated. Simulations and experimental results are provided.
Benzer Tezler
- İnsansız su üstü araçlarının yol takibi için kullanılan güdüm yasalarının optimizasyonu ve yeni bir algoritmanın geliştirilmesi
Optimization of guidance laws used for path following of unmanned surface vehicles and development of a novel algorithm
OSMAN ÜNAL
Doktora
Türkçe
2024
DenizcilikSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NURİ AKKAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ATALI
- Missile evasion maneuver generation with model-free deep reinforcement learning
Modelden bağımsız derin pekiştirmeli öğrenme ile füzeden kaçınma manevraları
MUHAMMED MURAT ÖZBEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU
- Control and guidance of a multi-mode unmanned aerial vehicle for increased versatility
Arttırılmış çok maksatlı kullanım için çok-modlu bir insansız hava aracının kontrolü ve güdümü
FERİT ÇAKICI
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
DOÇ. DR. İLKAY YAVRUCUK
- Development of an autopilot for automatic landing of an unmanned aerial vehicle
İnsansız bir hava aracının otomatik inişi için otopilot tasarımı
SEÇKİN ARIBAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Navigation and system identification of an unmanned underwater survey vehicle
Bir insansız sualtı gözlem aracının navigasyonu ve sistem tanılaması
SEDA KARADENİZ KARTAL
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU