Otonom sualtı aracının modellenmesi ve kontrolü
Modeling and control of an autonomous underwater vehicle
- Tez No: 363558
- Danışmanlar: PROF. DR. LEYLA GÖREN SÜMER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Gemi Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Bu çalışmada, doğrusal olmayan 6 serbestlik dereceli su altı aracının kinematik ve hidrodinamik modeli türetilmiştir. Araç geometrisinin deneysel sonuçlarını kullanan hidrodinamik katsayıları hesaplama aracı türetilmiş ve doğrulanmıştır. Giriş sınırlamalı Dayanıklı Model Öngörülü Kontrol (RMPC) kuramı altında su altı aracının referans izleme problemi dikkate alınmıştır. RMPC hesaplama yükü problemini çözmek ve hali hazırdaki çizelge tabanlı RMPC kuralının deneme-yanılma adımlarından kurtulmak için, gerçek zamanlı sistemlere kolayca uygulanabilir yeni bir algoritma önerilmiştir. Su altı araçları için, pasiflik temelli bağlantı ve sönüm atama kontrol tekniği (IDA-PBC) geliştirilmiştir. Sürekli hareketli araçlar için sistemin hata dinamiğini kullanarak, geleneksel yöntemlerden farklı ve asimptotik kararlığı garanti altına alan yeni bir kontrol kuralı türetilmiştir. Durum vektörlerini doğru kestirebilmek için sensor kalibrasyon ve kestirim yöntemleri tanımlanmıştır. Otopilot, Ataletsel Yörünge Sistemi, RF alıcı-verici gibi birimleri içeren gerçek bir su altı aracı tasarlanmıştır. Yer kontrol istasyonu ile haberleşebilecek, verilen emirleri yerine getirebilecek, uçuş verilerini kayıt edebilecek, çevrimde donanım (HIL) yapısında çalışabilecek düzeyde gömülü yazılım tasarımı yapılmıştır. Son olarak da havuz ortamında gerçek sualtı aracı test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this work, nonlinear 6-DOF (Degree of o Freedom) kinematic and hydrodynamic modeling of the underwater vehicle is derived. A tool developed to calculate the hydrodynamic coefficients using the empirical results of vehicle geometry are described and verified. Set point tracking control of autonomous underwater vehicle (AUV) via input-constrained Robust Model Predictive Control (RMPC) with integral action is considered. In order to overcome RMPC computational problem and get rid of trial-error step of existing scheduled RMPC rule, a new algorithm, which can be easily applied real time system, is proposed. Passivity based control with interconnection and damping assignment (IDA-PBC) design technique is developed for underwater vehicle. A new control rule, which has a different structure from the traditional one and guarantees the asymptotic stability, is derived by using the error dynamics of the system for continuously moving vehicle. Sensor calibration and fusion method are examined in order to estimate state vectors correctly. A real underwater vehicle is designed by placing Autopilot, Inertial Navigation System (INS), RF transceiver unit etc. An embedded software design is realized in which the designed software is capable of communicating with ground station, executing the given commands, flight-recorder, and operating in Hardware in the loop (HIL) mode. At last the underwater vehicle is tested in pool environment
Benzer Tezler
- Otonom sualtı araçlarının modellenmesi, yörünge takip kontrolü ve simülasyonu
Modelling, trajectory tracking and simulation of autonomous underwater vehicles
İREM NUR ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT TİLKİ
- Yörünge takibi benzetimi için dört serbestlik dereceli sualtı aracının dinamik modelinin çıkarılması ve salp sürü algoritması tabanlı kesirli dereceli PID kontrolör tasarımı
Extraction of underwater vehicle model with four degrees of freedom and salp swarm algorithm based fractional order PID controller design for simulation of trajectory tracking
GÜLTEN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ
- İnsansız sualtı aracının matematiksel modelinin durum ölçümlerine dayalı olarak tanılanması ve hata toleranslı kontrol
Identification of the mathematical model of an unmanned underwater vehicle based on state measurements and fault tolerant control
EMRE ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Nonlinear dynamic modelling of an underwater vehicle, state estimation and control
Bir sualtı aracının doğrusal olmayan dinamik modellemesi, durum kestrimi ve kontrolü
BURAK BERKAY KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Süperkavite su altı araçlarının hidrodinamik modellenmesi ve karakteristiğinin incelenmesi
Modelling and investigation of the hydrodynamic characteristics of supercavitating underwater vehicles
SEZER KEFELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS JAFAROV