Geri Dön

Dört serbestlik dereceli sualtı aracının dinamik modellenmesi ve benzetim çalışmaları

Dynamic modeling and simulations for a four degree of freedom underwater vehicle

PDF İndir

  1. Tez No: 619808
  2. Yazar: SADETTİN BURAK KILCI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 59

Özet

Günümüz dünyasında; petrol, bor gibi enerji kaynaklarının arama ve tarama çalışmaları, ticaret yolu ile sınır güvenliği, bilimsel araştırmalar gibi faaliyetler; İnsansız Sualtı Araçlarının (İSAA), toplumlar ve devletler için kullanım sayısını ve etkisini büyük ölçüde artırmaktadır. Bu nedenle, İSAA'lar son dönemlerde dünya pazarında öneme sahip olmuşlardır. Özellikle son yıllarda otonom İSAA'larının da yüksek görev başarımları sağlaması ve bu araçların kullanıcı kaynaklı hataların olma ihtimalini ortadan kaldırmasıyla; otonom sualtı araçları üzerindeki çalışmaların sayısı, uzaktan kumandalı yarı otonom İSAA'larına nazaran artmıştır. İSAA'larının tasarımı ile ilgili çalışmalar daha ileri ve verimli noktalara ulaştıkça, araç daha zor ve tehlikeli koşullar altında çalışabilir hale gelmiştir. Bu noktada, çalışmaların amacı sualtı araştırmalarında insana olan bağımlılığı azaltmak olmalıdır. İSAA'larının bu amaç için tasarlanması önemlidir ancak aracın sistemsel olarak karmaşık bir hale geldiği aşikardır. Çalışmada, bir İSAA'na ait dinamik matematiksel modelinin elde edilmesi ve aşamaları gösterilmiştir. Literatürdeki bazı insansız sualtı araçlarının tasarımı ve özellikleri incelenmiştir. Suda; araçların hareketleri esnasında ne gibi hidrodinamik etkilere maruz kaldığı ve bu hidrodinamik etkilerin formülleri genel olarak elde edilmiştir. Dört serbestlik derecesine sahip Lucky Fin otonom İSAA'nın tam dinamik modeli elde edilmiştir. Lucky Fin'in karmaşık bir geometriye sahip olması, onun dinamik parametrelerini çıkartmayı matematiksel olarak zor ve zahmetli bir süreç haline getirmiştir. Bu yüzden; dinamik parametreler; bilgisayar destekli matematiksel modelleme, tasarım ve çizim programları yardımıyla hesaplanmıştır. Sualtı robotunun tam dinamik modelinin üç boyutlu çizim programından elde edilen kütle ve atalet parametreleri ile buna bağlı oluşturulan denklemler hesaplanmıştır ve Matlab'ta benzetimi gerçeklenmiştir. Deneysel olarak elde edilen sonuçlarla elde edilen benzetim sonuçları karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır.

Özet (Çeviri)

In today's world, activities such as energy resources exploration and rapidly escalating commercial and border security rise the number of the use of Unmanned Underwater Vehicles (UUV) greatly and they have gained significant prominence for societies and governments. Hence, UUVs have made their presence felt dramatically in the market. In recent years, especially Autonomous Underwater Vehicles (AUV) have achieved high mission performance and removed the possibility of user-based errors, thus, studies and uses of AUV have risen remarkably against remote-controlled semi-autonomous underwater vehicles. As the studies on the design of UVV reach further and more efficiently , it leads to be able to run under more difficult and dangerous conditions. At this point, the purpose of studies should be to reduce dependence on human beings in underwater researches. Being designed UUVs for this purpose are becoming more crucial but it causes more complex systems to be worked on. In this study, the dynamic mathematical model of an UVV is obtained and its stages are shown. The design and properties of several UUVs in the literature have been examined. Under water, what hydrodynamic effects occur to during the movement of vehicles and the formulas of these hydrodynamic effects are obtained with general forms of them. The full dynamic model of Lucky Fin with 4 degrees of freedom AUV which has been designed and developed by the result of co-operation of students and tutors of Kocaeli University Electronics and Communication Engineering has obtained. Lucky Fin's complex geometry has made mathematically difficult and laborious to get its dynamic parameters. Therefore, dynamic parameters were calculated with the help of computer aided mathematical modeling, design and drawing programs. The mass and inertia parameters of the solid model of the UUV were obtained by using SolidWorks. The mass and inertia parameters obtained from the three-dimensional drawing program of the full dynamic model of the Lucky Fin and the related equations were calculated. As the following step, Matlab simulations were performed regarding them. The experimental results and the simulation results were compared and interpreted.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    895041

    Yörünge takibi benzetimi için dört serbestlik dereceli sualtı aracının dinamik modelinin çıkarılması ve salp sürü algoritması tabanlı kesirli dereceli PID kontrolör tasarımı

    Extraction of underwater vehicle model with four degrees of freedom and salp swarm algorithm based fractional order PID controller design for simulation of trajectory tracking

    GÜLTEN YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ

  2. Tez No

    700169

    Otonom sualtı araçlarının modellenmesi, yörünge takip kontrolü ve simülasyonu

    Modelling, trajectory tracking and simulation of autonomous underwater vehicles

    İREM NUR ORUÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT TİLKİ

  3. Tez No

    657660

    Design of underwater vehicle with computed torque control

    Sualtı aracı tasarımı ve hesaplanmış tork kontrolü

    METİN İÇTEM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKHAN TANSEL TAYYAR

  4. Tez No

    309884

    Sinirsel bulanık tabanlı kayan kipli kontrol ile dört serbestlik dereceli bir robotun kontrolu

    Neuro-fuzzy based sliding mode control of a four degree of freedom robot arm

    MEHMET KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Mühendislik BilimleriSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ŞİNASİ ARSLAN

  5. Tez No

    526399

    Dört serbestlik dereceli robot kolun 2-DOF PID ile kontrolü

    2-DOF PID control of four degrees of freedom robotic arm

    GAMZE YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mekatronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ÇELİK

Geri Dön