Echeverria Ortiz, Joshymar (2026) System Identification of the Planar Motion of an Internal-Rotor Fishlike Robot. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF THESIS_JAEO__13_08.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 13 August 2027. Download (21MB)

Arabic Abstract

تُقدِّم هذه الأطروحة تحديد نظام ديناميكا التوجيه المستوية لروبوت مائي مدفوع بعجلة رد فعل داخلية وحيدة بوصفها المُشغّل الوحيد. اختُبِر نموذج أولي محكم الغلق من نوع NACA 0040 في 87 تجربة في حوض السباحة مع تغيير معلمات شكل موجة الدوّار. وباستخدام طريقة الصيغة الضعيفة البارامترية P-WSINDyc لتفادي الاشتقاق العددي المشوّش، جرى تحديد نموذج مضغوط من حالتين لزاوية التوجيه والمعدل الزاوي للانعراج، وقُورن بالمربعات الصغرى وOKID/ERA. وأكّد تمهيد E-SINDy اقتصادية النموذج ومتانته. ويُعيد النموذج الناتج إنتاج التوجيه المقاس بخطأ خرج جذري متوسط قدره نحو 0.14 rad، ويوفر أساسًا لمتحكّم تناسبي-تكاملي في زاوية التوجيه.

English Abstract

This thesis presents the system identification of the planar heading dynamics of an aquatic robot propelled by a single internal reaction wheel as its only actuator. A waterproof NACA 0040 prototype was tested in 87 pool experiments varying the rotor- waveform parameters. Using the parametric weak-form method P-WSINDyc to avoid noisy numerical differentiation, a compact two-state model of the heading angle and yaw rate was identified and benchmarked against least-squares and OKID/ERA. E- SINDy bootstrapping confirmed its parsimony and robustness. The resulting model reproduces the measured heading with an held-out output-error RMSE of about 0.14 rad and provides the basis for a proportional–integral heading controller.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Thesis Advisor:	Ali Al-beladi,
Thesis Committee Members:	Sarvat Ahmad, Brahim Brahmi,
Depositing User:	JOSHYMAR ECHEVERRIA ORTIZ
Date Deposited:	16 Aug 2026 10:30
Last Modified:	16 Aug 2026 10:30
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144704