Geri Dön

Fuzzy based complementary filter design for attitude estimation

Yönelim tahmini için bulanık mantık tabanlı tamamlayıcı filtre tasarımı

  1. Tez No: 617315
  2. Yazar: HASAN KAZDAL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER KARAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 99

Özet

Yönelim, konum ve hız bilgisi sağlayan navigasyon sistemleri günümüzde farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Açısal hız ölçümü için halka lazer ve fiber optik jiroskop sensörleri, ivme ölçümü için Servo ve Kuvars ivmeölçer sensörleri en hassas sensörler olarak bilinir. Bu sensörler birçok uygulama için uygun olmasına rağmen, büyük ve ağır olduklarından küçük boyutlu insansız hava aracı (İHA) sistemlerinde kullanımı uygun değildir. Ayrıca, söz konusu sensörlerin fiyatları nispeten yüksektir. Bundan dolayı yönelim tahmini için, ucuz, hafif ve küçük olmaları nedeniyle mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) İHA sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. MEMS tabanlı atalet sensörlerinin avantajları olmasına rağmen, düşük çözünürlük, gürültülü çıkış ve hata birikmesi gibi performansı etkileyen bazı zayıf yönleri vardır. Bu nedenlerden dolayı, ivmeölçer, dönüölçer ve manyetometre gibi MEMS sensörleri, bağımsız bir sistem olarak yeterli navigasyon bilgisi sağlayamaz. Bunun için, her bir sensörden gelen veriler bir araya getirilmelidir. Bu tez, dinamik hareket altında daha doğru bir yönelim tahmini sağlamak için MEMS tabanlı atalet sensöründen elde edilen ivme, açısal hız ve manyetik alan ölçümlerinin kaynaşmasını sağlayan yeni bulanık tabanlı bir tamamlayıcı filtre önermektedir. Ölçüm gürültüsünü azaltmak için yüksek geçişli bir filtrenin kullanılması, daha az hesaplama karmaşıklığı ve olası sapma hatalarının dikkate alınması gibi ayırt edici özellikleri nedeniyle çalışmada sabit kazançlı tamamlayıcı filtre tercih edilmiştir. Ancak, sabit kazançlı tamamlayıcı filtre, dinamik hareket altında düşük hassasiyet göstermektedir. Bu sorunun üstesinden gelmek için çalışmada, tamamlayıcı filtrenin kazancının dinamik hale gelmesini sağlayabilecek bulanık tabanlı bir algoritma geliştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Navigation systems that provide attitude, position and speed information are widely used in different fields today. Ring laser and fiber optic gyroscope sensors for angular velocity measurement, Servo and Quartz accelerometer sensors for acceleration measurement are known as the most sensitive sensors. Although eligible for many applications, they are not suitable for use in small size unmanned air vehicle (UAV) systems because they are large and heavy. Moreover, the prices of these sensors are relatively high. In order to attitude estimate, micro electromechanical systems (MEMS) are widely used in UAV systems due to the fact that they are cheap, light-weight and small size. Though the advantages of MEMS based inertial sensors, they have some weaknesses that affect performance, such as low resolution, noisy output and poor bias stability. For these reasons, MEMS sensors such as accelerometers, gyroscope and magnetometers cannot provide sufficient navigation solutions as a stand-alone system. Therefore, the data from each sensor must be fused together. This thesis proposes a novel fuzzy based complementary filter providing the fusion of acceleration, angular velocity and magnetic field measurements obtained from MEMS based inertial sensor to provide more accurate attitude estimation under the dynamic motion. The complementary filter was preferred because of its distinctive features such as the use of a high-pass filter to reduce measurement noise, less computational complexity, and consideration of possible drift errors. However, the constant-gain complementary filter shows low sensitivity under dynamic motion. To overcome this problem, a fuzzy based algorithm has been developed that can make the complementary filter gain dynamic.

Benzer Tezler

  1. Navigasyon hassasiyetini arttırmak için ataletsel ölçüm birimine tamamlayıcı filtre uygulanması

    Implementation of complementary filter to inertial measurement unit to increase navigation sensitivity

    MEHMET EMİN OKUDAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL BAYEZİT

  2. Dietary planning using multi objective evolutionary algorithmwith fuzzy preference integration

    Diyet planlama probleminin çok amaçlı evrimsel algoritmalara bulanık tercih entegrasyonu ile çözümü

    ORHAN BALCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE ŞİMA UYAR

  3. Echo state network ile sistemlerin modellenmesi

    System modeling using echo state network

    SELİN YAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL

  4. Expectation based evaluation framework for hospital information systems

    Beklenti temelli hastane bilgi sistemleri değerlendirme platformu

    GÜNEY GÜRSEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Sağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı

    DR. ALİ ARİFOĞLU

    PROF. DR. OSMAN SAKA

  5. Neuro-Fuzzy variable structure control of robotic manipulators

    Robot kollarının bulanık yapay sinir ağları ile değişken yapılı kontrolu

    HASAN PALAZ