Geri Dön

Otonom sualtı aracının modellenmesi ve kontrolü

Modeling and control of an autonomous underwater vehicle

  1. Tez No: 363558
  2. Yazar: HALİL AKÇAKAYA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. LEYLA GÖREN SÜMER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. 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
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. 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

  1. Otonom sualtı araçlarının modellenmesi, yörünge takip kontrolü ve simülasyonu

    Modelling, trajectory tracking and simulation of autonomous underwater vehicles

    İREM NUR ORUÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT TİLKİ

  2. 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

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ

  3. 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

    Türkçe

    2012

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV

  4. 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

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ HACIZADE

  5. 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

    Türkçe

    2021

    Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELBRUS JAFAROV