STUDIO E SVILUPPO DI SISTEMI DI AUTODEPTH PER VEICOLI MARINI BIOISPIRATI

This thesis focuses on the study and development of a key functional aspect of an autonomous underwater vehicle: depth control. The main objective is the design and implementation of a system capable of autonomously managing the immersion of a bio-inspired robotic fish, with particular attention to the potential of nature-inspired marine robotics. Depth control is achieved through a PI algorithm, used to generate the control effort required to operate the vertical thruster. The system relies on continuous depth measurement via a dedicated sensor, whose data is acquired and processed in real time by a microcontroller running the control logic. Complementing this work, a parallel thesis project was carried out, focusing on the implementation of the robot’s movement logic, also running on the same microcontroller. The integration of both efforts enabled full management of the vehicle’s motion, enhancing its efficiency and operational capabilities during testing phases. The thesis concludes with the analysis of experimental results obtained during controlled tank immersion tests, which confirm the effectiveness, accuracy, and stability of the developed control system. The project was carried out at the LabMACS laboratory of the DII at the Università Politecnica delle Marche.

In questa tesi viene affrontato lo studio e lo sviluppo di un aspetto fondamentale per il funzionamento di un veicolo sottomarino autonomo: il controllo della profondità. L’obiettivo principale è la progettazione e la realizzazione di un sistema in grado di gestire in modo autonomo l’immersione di un pesce robotico bioispirato, con particolare attenzione alle potenzialità offerte dalla robotica marina ispirata alla natura. Il controllo della profondità è stato implementato attraverso un algoritmo PI, impiegato per generare lo sforzo di controllo necessario all’azionamento del propulsore verticale. Il sistema si basa sulla lettura continua della profondità tramite un sensore specifico, i cui dati vengono acquisiti ed elaborati in tempo reale da un microcontrollore, che ospita l’intera logica di controllo. A completamento e supporto di questo lavoro è stata condotta parallelamente un’altra tesi, focalizzata sull’implementazione della logica di movimento del robot, anch’essa eseguita sul medesimo microcontrollore. L’integrazione tra le due attività ha consentito una gestione completa degli spostamenti del veicolo, massimizzandone l’efficienza e le capacità operative durante le fasi di test. L’elaborato si conclude con l’analisi dei risultati sperimentali ottenuti durante prove di immersione in vasca controllata, che confermano l’efficacia, la precisione e la stabilità del sistema di controllo sviluppato. L’intero progetto è stato realizzato presso il laboratorio LabMACS del DII dell’Università Politecnica delle Marche.