Modelling and control of autonomous underwater vehicles (AUVs)
Su altı aracının modellenmesi ve kontrolü
- Tez No: 488215
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYDIN YEŞİLDİREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Doğrusal kontrol, Doğrusal olmayan dinamik, Doğrusal olmayan kontrol, Geri beslemeli doğrusallaştırma, Hidrodinamik model, Matematiksel modelleme, İnsansız su altı aracı, Linear control, Nonlinear dynamics, Nonlinear control, Feedback linearization, Hydrodynamic model, Mathematical modelling, Remotely operated vehicle
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada REMUS benzeri sualtı araçlarının modellenmesi ve elde edilen model denkelmelerinin ayrıştırılarak birbirinden bağımsız şekilde kontrol edilmesi amaçlanmaktadır. İlk olarak ataletsel koordinat takımı ve gövde ekseni koordinat takımı arasındaki dönüşümlerden faydalanarak aracın kinematik denklemleri elde edilmektedir. Hidrostatik ve hidrodinamik etkiler göz önünde bulundurularak aracın dinamik modeli elde türetilmektedir. Modelleme tamamlandıktan sonra elde edilen denklemler farklı altsistemlere ayrıştırılarak hız, dönme, derinlik ve sapma açısı durumları için çeşitli kontrol yöntemlerinin uygulamaları yapılmaktadır. Aracın ileri yöndeki hız kontrolü için lineer oransal kontrol ve geribesleme ile doğrusallaştırma yöntremleri kullanılmıştır. Pek çok uygulamada aracın kendi ekseni etrafındaki dönme hareketi ihmal edilmekte veya sabit olarak kabul edilmektedir. Ancak bu çalışmada dönme hareketi için geri adımlama yöntemi ile kontrolcü tasarımı yapılmıştır. Aracın sapma açısı ve derinlik kontrolü için kayan kipli kontrol, kaskat PID kontrol, doğrusal olmayan anahtarlamalı kontrol gibi yöntemler kullnılmıştır. Son olarak simülasyon sonuçları gösterilmiş ve gelecekte hedeflenen çalışmalardan söz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The purpose of this study is to model a REMUS-like autonomous underwater vehicle (AUV) and control the vehicle in each decoupled subsystems. First, the kinematic equations are obtained using transformations between body and inertial reference frames and dynamic equations of motion are derived by considering the hydrostatics and hydrodynamics effects. After modelling, the equations of motion are decoupled and various controllers are applied in order to control forward speed, roll position/velocity, depth positon and yaw angle by using independent control variables. Proportional control and feedback linearization are used to reach the desired forward speed. In many applications, the roll states are generally neglected or used as constant but in this study the roll states are controlled by backstepping method to stabilize the roll motion. Sliding mode control, nonlinear switched control and cascaded PID control are applied in order to control the depth and heading of the AUV. Finally, the simulation results are demonstrated and future works are presented.
Benzer Tezler
- Otonom sualtı araçlarının modellenmesi, yörünge takip kontrolü ve simülasyonu
Modelling, trajectory tracking and simulation of autonomous underwater vehicles
İREM NUR ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT TİLKİ
- Nonlinear dynamic modelling of an underwater vehicle, state estimation and control
Bir sualtı aracının doğrusal olmayan dinamik modellemesi, durum kestrimi ve kontrolü
BURAK BERKAY KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Integration of navigation systems and identification of nonlinear model parameters for autonomous underwater vehicles in the presence of measurement biases
İnsansız sualtı araçları için seyrüsefer sistemlerinin tümleştirilmesi ve ölçüm kaynaklı kayma hatalarının olduğu durumda nonlineer hareket modelin parametrelerinin tanılaması
MUSTAFA DİNÇ
Doktora
İngilizce
2013
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- İnsansız sualtı aracının matematiksel modelinin durum ölçümlerine dayalı olarak tanılanması ve hata toleranslı kontrol
Identification of the mathematical model of an unmanned underwater vehicle based on state measurements and fault tolerant control
EMRE ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Su altı araçları için yeni geliştirilen hidrodinamik modelleme yöntemleri kullanılarak otonom bir su altı aracının hidrodinamik karakteristiğinin incelenmesi
Investigation of hydrodynamic characteristic of an auv by using new developed hydrodynamic modeling techniques for underwater vehicles
SERTAÇ ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Hava ve Uzay Hekimliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
PROF. DR. MEHMET ŞERİF KAVSAOĞLU