Stabilization of Manually Controlled Sight-Systems for Tracking Tasks

• Main Author: Reyna Marquez, Steffany
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2019
• Subjects: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-278490

In this thesis, we analyze the influence of an operator during manual control tasks in order toimprove her tracking ability. The operator sends control commands to a sight system so that shecan, among other things, track a target. This system is driven by a static non-linear function,also called joystick’s control characteristic which shapes the operator’s input.To analyze the sight-system’s dynamics, we create a model of the operator based on theTustin-McRuer pilot model through measurements taken from the system itself. We use closedloopidentification to estimate the parameters of the operator model. During the measurements,it was seen that the operator has an adaptive behaviour and that her behaviour depends on thejoystick’s control characteristic. Therefore the model is updated so that her gain can be modeledusing a Gain-Scheduling controller.Results show that the operator is able to adapt to the system fast and this fast adaptionmakes getting an accurate model di === I detta arbete analyserar vi operatörens påverkan vid manual tracking tasks för att förbättrahans förmåga att följa ett mål. Operatören skickar kommandon till ett siktessystem så att hon, bland annat, kan följa ett mål. Systemet drivs av en statisk olinjäritet, även kallad joystikens kontroll karaktäristik, vilken modifierar operatörens input.För att analysera siktessystemets dynamik så skapar vi en modell av opeatören baserat på Tustin-McRuer pilotmodell genom mätningar tagna från systemet. Vi använder closed-loop identifiering för att estimera parametrarna för operatörsmodellen. Under mätningarna såg vi att operatören har ett adaptivt beteende och att hennes beteende beror på joystikens kontroll karaktäristik. Därför updaterar vi modellen så att hennes förstärkning kan styras genom GainScheduling regulatorn.Resultaten visar att operatören snabbt anpassar sig till systemet och att denna adaption gör det komplicerat att få en exakt modell. Eftersom mål-signalen som vi använde under simuleringarna beräknades från mättningar av feloch utsignalen så kunde vi inte simmulera en olinjär funktion som divergerade mycket från den som användes i siktessystemet. Genom att designa en ny kontroll karaktäristik för joysticken så kan vi minska följefelet med 8% i simulationer. För att ytterligare förbättra resultaten krävs dock att man adderar ett lead-filter för att öka det öppnasystemets fasmarginal.