Design and implementation of control unit of an inertial navıgation system
Ataletsel seyrüsefer sistemleri için kontrol birimi tasarlanması ve gerçekleştirilmesi
- Tez No: 56447
- Danışmanlar: PROF. DR. KERİM DEMİRBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1996
- 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: 117
Özet
ÖZ ATALETSEL SEYRÜSEFER SİSTEMLERİ İÇİN KONTROL ÜNİTESİ TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Hazır Sefa Yüksek Lisans Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Kerim DEMİRBAŞ Ortak Tez Yöneticisi: Dr. Murat EREN Temmuz 1996, 117 pages Hareket eden bir sistemi bir noktadan bir diğerine götürebilmek için bir seyrüsefer sistemine ihtiyaç vardır. Seyrüsefer sistemleri arasında, ataletsel seyrüsefer sistemleri kendi kendilerine yeterliliklerinden dolayı en çok tercih edilen sistemlerdendir. Ataletsel seyrüsefer sistemleri arasındaysa, gövdeye bağlı ataletsel seyrüsefer sistemleri, güvenilirlikleri ve göreceli olarak düşük fiyatları yüzünden son 30 yıl içerisinde giderek daha çok kullanılır hale gelmişlerdir. Bir gövdeye bağlı ataletsel seyrüsefer sisteminin oluşturulabilmesi için, sistemin ana kontrol yazılımlarını gerçek zamanda çalıştıracak, hızlı, güçlü ve ufak boyutlarda bir bilgisayara ihtiyaç vardır. Bu tezde, birden çok modülden oluşacak modüler bir gövdeye bağlı ataletsel seyrüsefer sisteminde, kontrol modülü olarak kullanılacak bu tür bir işlemcili kartın tasarımı ve gerçekleştirilmesi anlatılmaktadır. Bu bilgisayar kartı ataletsel seyrüsefer sisteminin gövdeden yere çevirme, güdüm ve otopilotyazılımlarının gerçek zamanda çalıştırılmasından ve sistemin faklı birimleri arasındaki eş zamanlılıktan ve bilgi alışverişinden sorumlu olacaktır. Tezin kapsamında, gerekli yazılımları gerçek zamanda çalıştıracak bir işlemci birimi ve farklı amaçlarla tasarlanmış, farklı işlevleri olan işlemci birimler arasındaki bilgi alışverişi ihtiyacını çözecek bir bilgi ağı yapısı geliştirildi. İşlemci biriminin tasarımında, Motorola Firmasının birden çok amaca yönelik yongayı içinde bulunduran, MC68340 'embedded' işlemcisi kullanıldı. Kullanılan bu işlemci sayesinde tasarımda kullanılması gereken farklı entegre sayısı düşürülerek, tasarım sadeleştirildi ve iyi bilinen 68000 işlemci ailesiyle olan yazılım uyumluluğu korundu. Modüller arası bilgi ağının gerçekleştirilmesi sırasında, modüller arasında dolaşacak ve onlan birbirine bağlayacak elektriksel bağlantı sayısının minimumda tutulmasına çalışıldı. İki modül arasındaki uzaklığın 10 metreye kadar ulaşabileceği gürültülü bir ortamda, en azından 10 farklı işlemci modül arasındaki bigi alışverişini sağlayacak, 8 adet iki yönlü bilgi ve 3 adet tek yönlü kontrol hattından oluşan bir bilgi ağı tasarlandı. Tezin sonucunda önerilen ataletsel sistemde belirlenen görevleri yerine getirecek bir kontrol kartının tel sarma yöntemiyle prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu kartın işlemci birimi yazılımları 25MHz'e kadar ulaşabilen işlemci hızlarında çalıştırabilmekte ve modüller arası bilgi ağı saniyede 1.2 Mbyte'a kadar ulaşan hızlarda bilgi alışverişine olanak tanımaktadır. Bu sayede sistemin gerçek zamanlı çalışması kolaylaştırılmış ve herbir çalışma aralığında yapılabilecek işlem sayısı arttırılmıştır. Ortaya çıkan bilgisayar kartı füzelerde kullanılmak üzere düşünülmüş olmakla beraber, kart ve düşünülen sistem boyutlarının küçüklüğü, modülerliği ve işlem gücü açısından bir çok uygulama alanı bulabilecek özelliklerdedir. ANAHTAR KELİMELER: Ataletsel Seyrüsefer Sistemimi, Ataletsel Ölçüm Birimi, Füze Bilgisayarı, Gerçek Zamanlı Çalışma, Ana İşlemci Birimi, MC68340, Dış Dünyayla İletişim Ara Birimi, Modüller Arası Bilgi Ağı, PAL (Programlanabilir Dizgili Mantık), DPRAM ( Üd Porttan Kontrol Edilebilir Hafiza) vi
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DESIGN AND IMPLEMENTATION OF CONTROL UNIT OF AN INERTIAL NAVIGATION SYSTEM Hazır Sefa M. S., Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Kerim DEMİRBAŞ Co-Supervisor: Dr. Murat EREN July 1996, 117 pages Navigation, to guide a vehicle from one point to another, is one of the main problems of the every moving system. Between the navigation systems, inertial navigation systems are one of the most preferred ones, due to their self sufficiency. Within the inertial navigation systems, strapdown inertial navigation systems are becoming much more frequent and popular in the last 30 years, due to the their compactness, high reliability, and relatively low cost. For construction of an strapdown inertial navigation system, there is a need for a high-speed, small, and powerful digital computer to run the main control algorithms of the system in real time. In this thesis design and implementation of such a special purpose microcomputer, which will be used as the control module in a modular strapdown inertial navigation system consisting of several modules, is explained. This computer will be responsible of running strapdown, guidance and autopilot algorithms of the minertial navigation system in real-time and controlling the synchronization and transfer of data between different modules of the system. During the study, a processing unit to run the required algorithms and a bus structure to transfer data between different processing modules is developed. For the realization of the processing unit, MC68340, which is a highly integrated embedded processor of Motorola, is used. The use of this processor decreased the number of necessary components in the design, and therefore simplified the design, while keeping code compatibility with the well known 68000 family. While realizing the bus, number of the lines that connects the different modules of the system for data transfer, is tried to be kept minimum. A bus structure, to transfer data between up to 10 different modules, located at most 10 meters away from each other in a noisy environment, over an 8 bit differential data bus, using 3 differential control lines, is designed. As a result of the thesis, a wire- wrap prototype of the proposed computer card is produced. Processing unit of this card can run up to 25MHz processor speed and the bus structure may transfer data at a rate up to 1.2Mbytes/sec. This enables executing more operations during real-time run in each time period. Although the card is mainly designed to be used in missiles and will be produced suitable to missile environment, the computer card and the final system mentality can find many application areas, because of its small volume, modularity and processing power. KEY WORDS: Inertial Navigation System, Inertial Measurement Unit, Missile Computer, Real-Time Run, Main Processing Unit, MC68340, External Interface, Inter Module Bus, PAL (Programmable Array Logic), DPRAM (Dual Port Random Access Memory) IV
Benzer Tezler
- Path following of autonomous underwater vehicles in the presence of unknown disturbances
Otonom sualtı araçlarının bilinmeyen bozuntuların varlığında yol takibi
MUHAMMET AKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Mini jet motorlu dikine kalkıp inebilen hava aracı geliştirilmesi
Development of a mini jet engine powered vtol vehicle
ABDULLAH TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Yönelim çıkarımı için arm tabanlı bir gömülü sistem tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of an arm based embedded system for estimation of the orientation
SÜLEYMAN URMAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- El titreme etkilerini uç nokta konum regülasyonu ile azaltan iki serbestlik dereceli deneysel akıllı bardak platformunun tasarımı, modellenmesi ve kontrolü
Design, modelling and control of a two degrees of freedom experimental smart glass platform to reduce hand tremor effects with using endpoint position regulation
ESRA KAYA AYANA
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEREF NACİ ENGİN
DR. ÖĞR. ÜYESİ CLAUDIA FERNANDA YAŞAR
- Sincap kafesli asenkron makinenin rotor alan yönlendirmeli kontrolü
Rotor field-orientation control of a squirrel cage induction machine
SAFFET ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER