نام پژوهشگر: محسن بیدکی

شناسایی دینامیک حرکت یک وسیله نقلیه زیرآبی در مود عمق
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1388
  احسان شاهین فر   محمد بزرگ

افزایش نیاز به استفاده از وسایل زیرآبی خودکار برای کاربردهای نظامی و صنعتی باعث شده است تا تحقیقات در این زمینه در دهه اخیر افزایش یابد. نیاز به مدل های ریاضی دقیق با استفاده از روش هایی عملی و اقتصادی، به عنوان یک مرحله مهم در کنترل و شبیه سازی این سیستم ها، باعث شده تا زمینه شناسایی سیستم و تخمین پارامتر مورد توجه ویژه قرار گیرد. در این پروژه به شناسایی و تخمین ضرایب هیدرودینامیک یک وسیله زیرآبی خودکار در مود حرکتی عمق پرداخته شده است. الگوریتم مورد استفاده، الگوریتم حداکثر شباهت اصلاح شده بوده که ترکیبی از تخمین گر حداکثر شباهت و فیلتر کالمن است. این الگوریتم قادر به تخمین پارامترهای یک سیستم در حضور نویز اندازه گیر و نویز فرآیند است، که در آن نویز فرآیند و نویز اندازه گیر مستقل از یکدیگر و به صورت گوسی با میانگین صفر و سفید در نظر گرفته شده اند. در این پروژه تغییراتی در مراحل اجرای الگوریتم شناسایی حداکثر شباهت اصلاح شده داده شده است. یکی از این تغییرات استفاده از فیلتر کالمن با حافظه محو شونده به جای فیلتر کالمن معمولی برای افزایش دقت تخمین متغیرهای حالت و دیگری استفاده از روش نیوتن میرا شونده به جای روش نیوتن-رافسون برای بهینه سازی معادله شباهت است. ابتدا الگوریتم شناسایی بر روی داده های شبیه سازی شده مربوط به مود حرکتی عمق یک وسیله نمونه پیاده سازی شده، و نتایج حاصل با مقادیر مدل شبیه سازی مقایسه شده اند. سپس الگوریتم شناسایی بر اساس نتایج تست میدانی یک وسیله زیرآبی واقعی پیاده سازی شده و نتایج تخمین الگوریتم شناسایی حداکثر شباهت اصلاح شده با الگوریتم بهینه شده در این پروژه مقایسه شده اند.

شناسایی دینامیک یک وسیله زیر آبی خودگردان در مود عمق و فرمان با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد - دانشکده فنی 1392
  نیما کریمی دهکردی   محمد بزرگ

افزایش نیاز به استفاده از وسایل زیر آبی خودکار برای کاربردهای نظامی و صنعتی باعث شده است تا تحقیقات در این زمینه در دهه های اخیر افزایش یابد. نیاز به مدل های ریاضی دقیق با استفاده از روش هایی عملی و اقتصادی، به عنوان یک مرحله مهم در کنترل و شبیه سازی این سیستم ها، باعث شده تا زمینه شناسایی سیستم و تخمین پارامتر مورد توجه ویژه قرار گیرد. در این پروژه به شناسایی و تخمین ضرایب هیدرودینامیک یک وسیله زیرآبی خودکار در مودهای تفکیک شده ی حرکتی عمق و فرمان پرداخته می شود و ضرایب هیدرودینامیکی وسیله با به کارگیری داده های حسگرهای سرعت و جهت و موقعیت، با استفاده از مشاهده گر غیرخطی فیلتر کالمن توسعه یافته (ekf) شناسایی می شود. مدلی که برای شبیه سازی به کار گرفته شده است، دو مدل غیر خطی تفکیک شده با حرکت شش درجه آزادی که دارای نویز در اندازه گیری حس گرهاست، است. ضرایب هیدرودینامیکی به عنوان متغیرهای حالت مکمل درنظر گرفته می شوند و مانند دیگر متغیرهای حالت مثل سرعت و جابجایی، در طول مسیر حرکت به صورتی بهینه تخمین زده می شوند. با استفاده از نتایج بدست آمده شناسایی، در مدل تفکیک شده و با به کارگیری حسگر های سرعت و فشار، یک وسیله زیرآبی خودکار با استفاده از فیلتر کالمن استاندارد موقعیت یابی می شود و با مقایسه مسیر واقعی و مسیر موقعیت یابی شده، نتایج شناسایی صحت سنجی می شوند. مقایسه بین خروجی های مدلی که در آن نتایج شناسایی استفاده شده و خروجی های مدل واقعی تطابق نسبتا خوبی را نشان می دهند. نتایج نشان می دهد که روش شناسایی ارائه شده می تواند به عنوان ابزاری کم هزینه برای تعیین ضرایب هیدرودینامیکی بر اساس آزمایشات عملی، به کار گرفته شود.