ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskólinn í Reykjavík>Tækni- og verkfræðideild>MSc verkefni>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/10910

Titlar
  • en

    Low Speed Modeling and Simulation of Gavia AUV

  • Hermun og líkanagerð á kafbátnum Gaviu á litlum siglingarhraða

Útgáfa
Janúar 2012
Útdrættir
  • en

    Today, many torpedo shaped autonomous vehicles (AUVs) are unable to perform low speed control. For that reason, underwater vehicle dynamics and control at low speed is an important research topic. In this work, the equations of motion of a torpedo shaped autonomous underwater vehicle at low speed in 4 degrees of freedom (DOF) are derived. The mathematical model forms the basis of simulator developed in Simulink. The simulator is structured as four non inter-acting subsystems for surge, sway, heave and yaw consequently. The inputs of the simulator are the physical properties of the AUV, where hydrodynamics coefficients except the linear drag, are calculated, based on properties of the AUV. A script was made which allows the user to run multiple tests with different settings, as well as using the optimization and sensitivity analysis tools that Matlab has to offer. The simulator was validated by experiments using a commercially available AUV, the Gavia AUV. A complete external thrust unit with control was developed for that process. The Python programming language, supported by Robot Operation System (ROS) was used to program the control. Numbers of experiments, in both open and closed loop control, were performed in Laugardalslaug Swimming Pool and a small test pool, located at the Teledyne Gavia facility. Comparison was made between the results of these experiments and the simulator to adjust the simulator. The adjusted parameters in the simulator, which were the added mass, the linear drag, and the non-linear drag, were tuned by multiplicational blocks. The results of tuning these parameters manually were compared to the real data until the difference between simulated and real data had been minimized. After a little tuning the sway, heave and yaw models fitted well with the experimental data but the surge model did not fit as well and needs more analysis.

  • Sjálfráðir tundurskeytalaga kafbátar eru til en almennt er ekki er hægt að stjórna þeim á litlum siglingarhraða. Þess vegna er hreyfiaflfræði slíkra kafbáta áhugavert rannsóknarefni. Hér verða hreyfijöfnur tundurskeytalagaðs sjálfráðs kafbáts, sem ferðast eftir fjórum frelsisgráðum á litlum siglingarhraða, leiddar út. Stærðfræði líkan er notað sem grunnur að hermi sem gerður er í Simulink. Hermirinn er gerður úr fjórum óháðum hlutum, þar sem hver hluti líkir eftir hreyfingu einnar frelsisgráðu. Samhliða var skrifaður kóði, sem gerir kleift að gera margar prófanir í einu með mismunandi stillingum sem og notkun bestunar- og næmnistóls í matlab við vinnslu úr niðurstöðum hermisins. Fjöldi tilrauna var gerður til að staðfesta niðurstöður hermisins. Hannaður var utanáliggjandi framdriftarbúnaður, sem er stýrt með hefðbundum PID regli í þessum tilgangi. Stýringin var forrituð í Python og keyrð gegnum Robotic Operating System (ROS). Tilraunir voru gerðar í Laugardalslaug og lítilli laug staðsettri í Teledyne Gavia. Bornar voru saman niðurstöður tilrauna við niðurstöður hermisins. Hermirinn var stilltur til að samræma niðurstöðurnar. Breyturnar sem stilltar voru í herminum voru viðbættur massi, línulegur núningskraftur og ólínulegur núningskraftur. Niðurstöður hermisins, sem fengnar voru með því að laga til stilltar breytur voru bornar saman við niðurstöður úr prófunum, þar til hegðun hermisins samræmdist niðurstöðum prófanna. Góðar niðurstöður fengust þegar hermirinn var stilltur fyrir hliðar færslu, köfun og snúning. Aftur á móti fékkst ekki eins góð niðurstaða fyrir áfram færslu og þarfnast hún frekari rannsókna.

Athugasemdir

Vélaverkfræði

Birting
5.3.2012


Skrár
NafnRaðanlegtStærðRaðanlegtAðgangurRaðanlegtLýsingRaðanlegtSkráartegund
Helgason_2012.pdf23,6MBOpinn Heildartexti PDF Skoða/Opna