Recursive least squares estimator based adaptive slidingmode controller for an autonomous underwater vehicle
Bir otonom su altı aracı için yinelemeli en küçükkareler kestirimcisi tabanlı uyarlanabilir kayan kiplikontrolcü
- Tez No: 832326
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Su altı araçlarının matematiksel modelleri doğrusal olmayan baskın terimlere sahiptir, hareket eksenleri arasında yoğun etkileşim vardır ve belirsizlik miktarları da yüksektir. Bu nedenle otonom su altı aracı otopilotları için gürbüz ve kapsayıcı bir kontrol stratejisi geliştirmek önemlidir. Bunun yanında model parametrelerini hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle hesaplamak oldukça pahalı ve bir o kadar da zaman alan bir iştir. Dolayısıyla, kontrol sistem tasarımında model katsayılarının hesaplanması için hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırabilecek bir adaptif yaklaşım oldukça avantajlıdır. Bu tez çalışmasında; otonom su altı aracının yönelim kontrolü çok değişkenli kayan kipli kontrolcü kullanılarak gürbüz bir şekilde icra edilmiştir. Kayan kipli kontrolcüler için bilinen bir problem olan çatırtı fenomeni oransal-integral kontrolcü benzeri bir sınır katmanı anahtarlama tasarımıyla çözülmüştür. Aracın hidrodinamik katsayıları; kayan kipli kontrolcünün denk kontrol terimine entegre edilmiş yinelemeli en küçük kareler kestirimcisi kullanılarak çevrimiçi olarak kestirilmiştir. Önerilen yöntemin kestirim, kararlılık ve referans takip performansları yüksek sadakatli araç ve çevre modellerine dayanan simülasyon ortamında doğrulanmıştır. Parametre kestirim performansı ayrıca gerçek su altı aracı test verileri kullanılarak da kanıtlanmıştır. Sonuç olarak bu çalışmada; önerilen yöntemin geçmişten gelen hidrodinamik bilgilere ve ekstra parametre ayarlama eforuna ihtiyaç duymadan bir otonom su altı aracının yönelimini kontrol edebildiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Mathematical models of underwater vehicles are highly nonlinear, coupled, and involves significant uncertainty. Therefore, a robust and comprehensive control strategy is required in autonomous underwater vehicle (AUV) autopilot design. In addition to this, obtaining the model parameters with computational fluid dynamics (CFD) analysis is most often too expensive and time consuming. Hence, an adaptive strategy, which may eliminate the need for CFD analysis, in control system design is deeply favorable. In this thesis: The attitude control of AUV is established robustly with a multi variable sliding mode controller (SMC). The well-known chattering phenomenon is solved with a proportional integral (PI) like boundary layer switching design. The hydrodynamic derivatives are estimated online with recursive least squares estimator (RLSE) which is integrated into the equivalent control term of SMC. Estimation, stability and tracking performances of the proposed method is ensured with simulations which are based on a high fidelity model of the vehicle and the environment. The parameter estimation performance is also demonstrated with a real underwater vehicle test data. As a result, the proposed method is proved to control the attitude of an AUV without any prior hydrodynamic derivative information.
Benzer Tezler
- Description of the electronic structure of solids by the recursion methods
Katıların elektronik yapılarının recursion yöntemi ile tanımlanması
MUSA EL HASAN
- Short-term on-line load forecasting algorithms in power systems
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM BESLEME
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. NEZİH GÜVEN
- Analysis and implementation of adaptive recursive digital filter
Başlık çevirisi yok
MURAT ŞAKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDOÇ. DR. AVNİ MORGÜL