Geri Dön

System identification and modeling of gyro-stabilized IR/EO gimbal system in frequency domain

Cayro ile kararlılaştırılmış IR/EO gimbal sisteminin frekans bölgesinde modellenmesi

  1. Tez No: 385044
  2. Yazar: GÖKHAN ÖZDOĞAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN

  2. 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

    İngilizce

    2013

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV

  3. 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

    Türkçe

    2004

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ŞENİZ ERTUĞRUL

  4. 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

    İngilizce

    2023

    Mühendislik BilimleriDokuz Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT MALGACA

  5. 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

    Türkçe

    2005

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL