System identification and modeling of gyro-stabilized IR/EO gimbal system in frequency domain
Cayro ile kararlılaştırılmış IR/EO gimbal sisteminin frekans bölgesinde modellenmesi
- Tez No: 385044
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- 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: 139
Özet
Sistem tanılama, kontrol mühendisliğinde önemli bir yer tutar. Gürbüz bir kontrolcü tasarlayabilmek için, dinamik sistemin hassas bir matematiksel modeline ve bu modelin belirsizlik bilgisine ihtiyaç duyulmaktadır. Frekans tepki fonksiyonu ölçüm düzeneğinin ve uyarı sinyalinin iyi tasarlanması, parametrik model kestirimindeki sistematik hataların ve varyansın minimize edilebilmesi için çok önemlidir. Bu çalışmada, cayro ile stabilize edilmiş dört eksen gimbal yapılı elektro optik sistem, frekans bölgesinde deneysel yöntemlerle adım adım modellenmiş, çalışmanın sonuçları sunulmuştur. Girdi ve çıktı sinyalleri, MATLAB'ın xPC Target araç seti kullanılarak, 3kHz örnekleme frekansında kaydedilmiştir. Gerçek sistem ile haberleşme, RS-422 protokolü ile gerçekleştirilmiştir. Sistem tanılanması çalışmasında, ilk adım, deney düzeneğinin hazırlanmasıdır. Uyarı sinyalleri çeşitlerinin analizi ve karşılaştırılması yapılmıştır. Uyarı sinyalinin güç spektrumunu, cihaza özgü kıstasları ihlal etmeden, ilgilenilen frekans aralığında optimize etmek için bir maliyet fonksiyonu önerilmiştir. İkinci adım, frekans tepki fonksiyonu ölçümüdür. Ortalama alma yöntemleri ile, frekans tepki fonksiyonu ölçümündeki varyansı ve hatayı düşürmek mümkündür. Buna ek olarak, frekans bölgesinde gerçekleştirilen ortalama alma teknikleri, frekans tepki fonksiyonu ölçümündeki parametrik olmayan gürültü modelinin elde edilmesini sağlar. Bu çalışmada periyodik uyarı sinyalleri tercih edilmiş ve zaman bölgesinde periyodun tam sayı katı süre ölçüm gerçekleştirilmiştir. Bir sonraki adıma geçmeden önce, frekans tepki fonksiyonu ölçümlerindeki doğrusal olmayan bozulmaları tespit eden gürbüz bir metod çalışılmıştır. Son adımda, gerçek sistem, parametrik transfer fonksiyon ile birçok farklı kestirim yöntemi ile modellenmiş, bu kestirim yöntemlerinin yakınsama özellikleri ve sabit hataları karşılaştırılmış, tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
The field of system identification takes a fundamental place in control engineering. In order to design an efficient robust controller, one requires an accurate mathematical model with its uncertainty for the dynamical system of interest. It is crucial that experiments are well designed so that parameters to be estimated through statistical methods result in least possible bias and minimum variance. In this study, four axis gyro stabilized Infrared Electro Optic gimbal system is modeled in the frequency domain through experimental investigation. The input and output signals are logged using xPC Target of MATLAB with a sampling frequency of 3kHz. The communication with real system is realized with RS-422 protocol. In system identification, the first step is experiment design. Various perturbation signals are analyzed and compared. A cost function is offered to optimize power spectrum for the input excitation signal while satisfying device specific constraints. Second step is frequency response function measurement. By averaging techniques, it is possible to reduce the variance of frequency response function measurement and decrease the error. Moreover, the averaging in the frequency domain provides the nonparametric noise model of the system. Periodic excitation signals are used and an integer number of signal periods have been measured. Before passing to the next step, a robust method to detect and quantify nonlinear distortion on frequency response functions measurements is studied. In the final step, real system is modeled by its parametric transfer function with plenty of different estimation techniques and their efficiencies, convergence properties, bias errors are compared and discussed.
Benzer Tezler
- Design, modeling and control of a satcom on-the-move antenna terminal
Mobil RF uydu haberleşme anten terminalinin tasarımı modellenmesi ve kontrolü
İLİM KARAÇAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN
- Integration of navigation systems and identification of nonlinear model parameters for autonomous underwater vehicles in the presence of measurement biases
İnsansız sualtı araçları için seyrüsefer sistemlerinin tümleştirilmesi ve ölçüm kaynaklı kayma hatalarının olduğu durumda nonlineer hareket modelin parametrelerinin tanılaması
MUSTAFA DİNÇ
Doktora
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Çimento endüstrisinde hammadde harmanlama prosesinin klasik ve akıllı yöntemler ile modellenmesi
Modling of raw material blending process in cement industry using conventional and intelligent techniques
KEMAL KIZILASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Modeling and passive vibration control of single-link flexible manipulators with system identification methods
Sistem tanımlama yöntemleri ile tek eksenli esnek manipülatörlerin modellenmesi ve pasif titreşim kontrolü
ŞEFİKA İPEK LÖK
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT MALGACA
- İnsan-makine etkileşimli bilgisayar deneyi kullanarak insan operatörlerin parametrik ve akıllı sistemlerle modellenmesi
Modeling of human-operators using linear parametric and intelligent techniques
HALİT İLKER ÇARDAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL