Navigation and control of an unmanned sea surface vehicle
Bir insansız su üstü aracının navigasyonu ve denetimi
- Tez No: 418339
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- 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: 171
Özet
Bu çalışmada, insansız su üstü araçları için navigasyon ve denetim algoritmaları incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak çift pervaneli oluşu sebebiyle yüksek manevra kabiliyetine sahip bir su üstü aracı için bir matematiksel model oluşturulmuştur. Bu model Newton-Euler denklemleri göz önünde bulundurularak inşa edilmiştir. Sonraki aşamada“Ataletsel Navigasyon Sistemi”,“Küresel Navigasyon Sistemi”ve manyetometre çözümlerini birleştiren bir navigasyon sistemi tasarlanmıştır. Bu süreçte, farklı tip gevşek bağlı mimariler geliştirilerek performansları kıyaslanmıştır. Daha sonra, bir model tekneye gerekli elektriksel donanım ve sürüş sistemi monte edilerek test altyapısı hazırlanmıştır. Model tekne üzerinden toplanan gerçek verilerin navigasyon algoritması tarafından işlenmesiyle elde edilen çözüm detaylı bir şekilde sunulmuştur. Düzeltmiş bu navigasyon çözümü, paralelde yürütülen bağımsız bir çalışma tarafından model teknenin gerçek matematiksel parametrelerinin belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Son olarak, bu iyileştirilmiş modeli temel alan çeşitli otopilot algoritmaları gerçeklenmiştir. Bu iş için LQR ve geri beslemeli doğrusallaştıran tipi iki farklı denetleç kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, navigation and control algorithms for unmanned sea surface vehicles are investigated. For this purpose, firstly the mathematical model of a sea surface vehicle with two propellers providing stable maneuvering capabilities is constructed considering Newton-Euler equations. The next phase is to design a suitable navigation algorithm which integrates the solutions of“Inertial Navigation System (INS)”and external aids such as“Global Navigation Satellite System (GNSS)”and magnetometer. At this step, different loosely coupled integration algorithms are developed, and their performances are compared. After that, a model boat is assembled with necessary electrical equipment and driving system as a test platform for the navigation implementations. The results of the navigation algorithm obtained by processing real data collected from the model boat are presented. Meanwhile, the corrected navigation solution is also utilized within a parallel independent study aiming to identify the real parameters of the mathematical model of the boat. Finally, the design of various autopilot algorithms is studied taking the improved mathematical model into account. LQR and“Feedback Linearization”based controllers are realized for this job. The results of the controllers are provided and compared.
Benzer Tezler
- 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
- İnsansız deniz araçları (İDA) geliştirilmesinde model tabanlı sistem mühendisliği (MTSM) ile gereksinim yönetimi ve örnek olay incelemesi
Requirements management with model-based systems engineering (MBSE) in the development of unmanned surface vessels (USV) and case study
EYÜP AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. İSMAİL ÇİÇEK
- GPS verisinin alınamadığı ortamlarda otonom gemilerin konum tespiti için bir algoritma tasarımı
Design of an algorithm for position detection of autonomous ships in GPS data unavailable environments
CANER ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ
- Gemiler için COLREG ile uyumlu otonom çatışmadan kaçınma çalışması
COLREG compatible autonomous ship collision avoidance study
HASAN UĞURLU
Doktora
Türkçe
2023
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL ÇİÇEK
- 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