Identifikacija bespilotnih ronilica korištenjem postupka vlastitih oscilacija

Abstract

Control of underwater vehicles is a challenging task since these systems demonstrate highly coupled and nonlinear behavior in uncertain and often unknown environment. In order to successfully design higher levels of control hierarchy, sufficiently accurate parameters of a mathematical model describing the vessel is required. These parameters vary significantly depending on the payload; hence conventional, time-consuming identification methods are tedious. This paper introduces a self-oscillation based method for determining inertia and drag parameters for underwater vehicles. The procedure is easily implementable in field conditions and gives satisfactory results. Both linear and nonlinear models of yaw, heave and surge degree of freedom can be identified. Experimental results obtained from yaw identification experiments on a real underwater vehicle will be presented. In addition to this, the same methodology will be used to determine which model describes the vehicle dynamics more suitably. Modifications of the proposed algorithm for systems with delays and discrete-time systems will be described, together with an estimate of parameter error bounds due to quantization levels.Upravljanje bespilotnim ronilicama predstavlja zahtjevan zadatak budući da ronilice pokazuju snažno spregnuto i nelinearno ponašanje u nepredvidljivim i često nepoznatim okruženjima. U svrhu uspješnog projektiranja viših razina u njihovoj upravljačkoj hijerarhiji, potrebno je dovoljno dobro poznavati parametre matematičkog modela plovila. Ovi se parametri mogu znatno mijenjati ovisno o opremi i drugim uvjetima tijekom misije, stoga su uobičajeni, vremenski zahtjevni identifikacijski postupci neprikladni. Članak opisuje postupak koji koristi vlastite oscilacije za određivanje inercije i otpornosti bespilotnih ronilica. Postupak je lako primjenjiv u terenskim uvjetima i daje zadovoljavajuće rezultate. Linearan i nelinearan model zaošijanja, zaranjanja i napredovanja mogu´ce je identificirati. U radu su prikazani eksperimentalni rezultati dobiveni na identifikacijskim ekperimentima zaošijanja na stvarnoj ronilici. Uz navedeno, ista metodologija je iskorištena za odlučivanje o modelu koji prikladno opisuje stvarnu ronilicu. U radu su opisane i preinake predloženog algoritma za sustave s transportnim kašnjenjem i diskretne sustave, kao i procjene pogrešaka u određivanju parametara koje su posljedica kvantizacije