Navigation and system identification of an unmanned underwater survey vehicle
Bir insansız sualtı gözlem aracının navigasyonu ve sistem tanılaması
- Tez No: 463613
- Danışmanlar: PROF. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, bir insansız sualtı aracının matematiksel modelini, otopilot, güdüm tasarımını, yer tespiti çalışmaları ile SAGA'ya ait sistem tanılama çalışmalarını içermektedir. İlk olarak bir insansız su altı aracının Newton-Euler formülasyonundan gelen 6 serbestlik dereceli doğrusal olmayan modeli elde edilmiştir. Daha sonra aracın otopilotu, PID kontrol yaklaşımı ile tasarlanmıştır. Ataletsel ölçüm sistemi ile akustik ve görüntüleme temelli ölçüm sistemi ile yardımcı algılyıcılar entegre edilerek navigasyon problemi çözülmüştür. Tüm bu ölçümler simülasyon bazlı üretilmiştir. Navigasyon sisteminin performansı uygun sistem durumu ile ölçüm ve gürültü modelleri oluşturularak analiz edilmiştir. Navigasyon datası Kalman filtre ile iyileştirilmiştir. Navigasyon problemi çözüldükten sonra, aracın güdümü görüş hattı ve optimal kontrol yöntemleri ile navigasyon datası kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Pinger ve hidrofonlardan oluşan akustik temelli ölçüm sistemi ile ataletsel ölçüm sistemi kullanılarak havuz deney düzeneği oluşturulmuştur. Aracın daha doğru yer bilgisi için bu iki ölçüm sistemi birleştirilmiştir. Buna ek olarak basınç algılayıcısı ile aracın derinlik bilgisi desteklenmiştir. Aracın matematiksel modeli katma kütle ve sönümleme paramereleri gibi değeri bilinmeyen parametreler içerir. Sistemin durumu üzerindeki etkisi genellikle ihmal edilebilir olduğu için tüm parametre değerlerini belirlemek mümkün değildir. Buna karşın,“önemli”parametrelerin çoğu, aracın birleşik hareketi için, kestirilen deneysel navigasyon bilgisini kullanarak sistem tanımlama çalışmasıyla elde edilir. Tüm bu çalışmalar Matlab/Simulink de yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
This study includes the mathematical model of an unmanned underwater vehicle, autopilot and the guidance design, the navigation solution and system identification of the unmanned underwater survey vehicle SAGA (Su Altı Gözlem Aracı). First, the 6 degrees-of-freedom (DOF) nonlinear mathematical model of an unmanned underwater vehicle is obtained by a Newton-Euler formulation. Then, the autopilot is designed by utilizing the proportional–integral–derivative (PID) control approach. The navigation problem is solved by integrating the inertial navigation system, acoustic and vision based measurement system and aiding sensors. All measurements are obtained in simulation environment. Performance of the resultant navigation system is analyzed by creating suitable system state, measurement and noise models. The navigational data of the vehicle is improved by utilizing a Kalman filter. After the navigation problem solved, guidance is performed by the way point guidance algorithm by line-of-sight (LOS) and the way point guidance based optimal control with navigational data. The pool experimental set-up is designed by using the inertial navigation system and acoustic-based measurement system composed of pinger and hydrophones together. These are integrated to obtain navigation data of the vehicle more accurately. In addition, the depth sensor is used in order to support depth information. The mathematical model of the vehicle includes some unknown parameters such as added mass and damping coefficients. It is not possible to determine all the parameters values as their effect on the state of the system is usually negligible. On the other hand, most of the“important”parameters are obtained based on a system identification study of the vehicle by using this estimated experimental navigational data for coupled motion. All of this study is performed in a Matlab/Simulink environment.
Benzer Tezler
- Hareketli tabanlı açık kanallarda kısmi sürüntü maddesi hareketi üzerine bir inceleme
Başlık çevirisi yok
M.SEDAT KAPDAŞLI
- İslam ve Türk kültürünün Uzak Doğu'ya yayılması -Kore'de İslamiyet'in yayılması ve kültürel tesirleri
The Spread and influence of İslamic and Turkic culture in the east Asia-with special reference to the Korean-İslamic cultural contacts
HEE-SOO CEMİL LEE
- Deniz jeolojisinde dip örnekleme yöntemleri
Başlık çevirisi yok
MUHSİN ERDEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Jeoloji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNGU L. GÖKÇEN
- Lise öğrencilerinin içsel ya da dışsal denetimli oluşlarını etkileyen etmenler
Başlık çevirisi yok
BİNNUR YEŞİLYAPRAK
Doktora
Türkçe
1988
PsikolojiHacettepe ÜniversitesiPsikolojik Danışma ve Rehberlik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ETHEM ÖZGÜVEN