Sintesi controllore per RoveBlue2

Abstract

Il BlueROV2 è un veicolo sottomarino a controllo remoto (ROV) open-source. Sebbene la versione base preveda sei propulsori, nel presente lavoro si fa riferimento alla Heavy Configuration, la quale, grazie all'integrazione di due thruster supplementari, garantisce il controllo completo degli otto gradi di libertà, presentato nel paper “An Open-Source Benchmark Simulator: Control of a BlueROV2 Underwater Robot” (von Benzon, 2022). L'obiettivo della tesi è la sintesi di un modulo di controllo in ambiente MATLAB/Simulink capace di elaborare i dati sensoriali per generare un vettore di forze e coppie di controllo. Nello specifico, il sistema è progettato per far seguire al veicolo un profilo di velocità a scalino discendente. Tale manovra risulta di fondamentale importanza per testare la prontezza di risposta del controllore e la sua capacità di stabilizzazione verticale, requisiti critici durante le fasi di ispezione di strutture subacquee o nel mantenimento della quota operativa. Lo sviluppo dell'algoritmo di controllo si basa sul modello matematico proposto da Fossen. Questo approccio permette di modellare accuratamente la dinamica non lineare del ROV, includendo gli effetti idrodinamici e le perturbazioni ambientali, garantendo una validazione affidabile delle prestazioni del controllore nella risposta ai transitori

The BlueROV2 is an open-source Remotely Operated Vehicle (ROV). Although the standard version is equipped with six thrusters, this work refers to the Heavy Configuration which, through the integration of two additional thrusters, ensures full control over the eight degrees of freedom presented in the paper "An Open-Source Benchmark Simulator: Control of a BlueROV2 Underwater Robot" (von Benzon, 2022). The objective of this thesis is the synthesis of a control module within the MATLAB/Simulink environment, capable of processing sensor data to generate a vector of control forces and moments. Specifically, the system is designed to command the vehicle to follow a descending step velocity profile. This maneuver is of fundamental importance for testing the controller's responsiveness and its vertical stabilization capabilities—critical requirements during the inspection of underwater structures or for maintaining a constant operating depth. The development of the control algorithm is based on the mathematical model proposed by Fossen. This approach allows for the accurate modeling of the ROV's nonlinear dynamics, including hydrodynamic effects and environmental disturbances, thereby ensuring a reliable validation of the controller's performance during transient responses.