Tez No İndirme Tez Künye Durumu
143654 Bu tezin, veri tabanı üzerinden yayınlanma izni bulunmamaktadır. Yayınlanma izni olmayan tezlerin basılı kopyalarına Üniversite kütüphaneniz aracılığıyla (TÜBESS üzerinden) erişebilirsiniz.
A system theoretical approach to aided inertial navigation / Destekli ataletsel navigasyona sistem kuramsal bir yaklaşım
Yazar:AYŞE PINAR KOYAZ
Danışman: PROF. DR. ZAFER ÜNVER ; YRD. DOÇ. DR. YAKUP ÖZKAZANÇ
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Konu:Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin:
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2003
113 s.
Bu tez çalışmasında Ataletsel Navigasyon Sistemleri (ANS) hataları, literatürdeki önceki çalışmalarda çoğunlukla kullanılan stokastik yaklaşmam (Kalman süzgeci) aksine, denetim kuramının temel ilkeleri ışığında incelenmiştir. ANS hata dinamiğinin doğrusallaştırma ile elde edilmesiyle doğrusal ve zamanla- değişen bir model ortaya çıkartılmış ve bu modelin kararlılık, denetlenebilirlik ve gözlenebilirlik özellikleri için çözümlemeler yapılmıştır. ANS hatalarının ıraksayan davranışının çözümlenmesi amacıyla sistematik bir yöntem önerilmiş ve uygulanarak sistemin kararsız olduğu doğrulanmıştır. ANS'nin denetlenebilirlik ve gözlenebilirliği için nicel ölçütler önerilmiştir. Gramian'lara dayanan bu ölçütler ile farklı senaryolar alfanda denetlenebilirlik ve gözlenebilirlik çözümlemelerinin yapılmasına olanak sağlanmıştır. Destekli ANS tasarımcısı, bu ölçütleri kullanarak denetlenebilir/gözlenebilir durumları, denetleme/gözleme ufkunu ve manevra şeklini belirleyebilir. ANS'nin desteklenmesi için denetleyici ve gözleyici tabanlı mimariler incelenmiştir. Bazı yeni mimariler önerilmiş ve bu mimarilerin eşdeğerliği gösterilmiştir. Bu mimarilerden biri olan çıktı geribesleme yapısı, ANS'nin desteklenmesi için en uygun yapı olarak seçilmiştir. Bu yapının kullanılması ile ANS'nin desteklenmesi tasarımı, ANS hata modeli için bir gözleyici tasarımına indirgenmiştir. Zamanla-değişen gözleyici tasarımını gerçekleştirmek üzere iki yöntem sağlanır ve bazı senaryolara uygulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Ataletsel Navigasyon Sistemleri (ANS), Kararlılık, Denetlenebilirlik, Gözlenebilirlik, Gramian, Destekli Navigasyon, Gözleyici.
In this thesis, Inertial Navigation Systems (INS) are investigated using the basic principles of control theory in contrary to the stochastic approach (Kalman filter) as used by most of the previous work in literature. INS error dynamics is obtained by linearization yielding a linear time-varying model, and this model is analyzed for its stability, controllability and observability properties. A rigorous method is proposed and applied for analyzing the divergent behaviour of INS errors, and the instability of the system is verified. The quantitative measures for the controllability and observability of INS are proposed. These measures, which are based on Gramians, enable the analysis of controllability and observability of the system under different scenarios. The Aided INS designer makes use of these measures to determine the controllable/observable states, the control/observation horizon and the type of manoeuvre. Controller and observer based architectures for INS aiding are investigated. Some novel architectures are proposed and their equivalence are shown. One of the architectures, the output feedback structure, is selected as the most suitable one for INS aiding. Using this structure, the INS aiding design reduces to the design of observers for the INS error dynamics. Two different methods for designing time-varying observers are provided and applied for some scenarios. Keywords: Inertial Navigation System (INS), Stability, Controllability, Observability, Gramians, Aided Navigation, Observers.