Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom
Denne bachelor rapporten omhandler implimentasjonen av en ulineær PD regulator for et generelt undervannsfartøy med 6 frihetsgrader i ROS2. Rapporten vil dekke metodene og løsningen brukt for å utvikle en fungerende regulator node i ROS2. En forsksningsgruppe ved Intitutt for teknisk kybernetikk, ve...
Main Authors: | , , , |
---|---|
Other Authors: | |
Format: | Bachelor Thesis |
Language: | English |
Published: |
NTNU
2022
|
Subjects: | |
Online Access: | https://hdl.handle.net/11250/3002446 |
id |
ftntnutrondheimi:oai:ntnuopen.ntnu.no:11250/3002446 |
---|---|
record_format |
openpolar |
spelling |
ftntnutrondheimi:oai:ntnuopen.ntnu.no:11250/3002446 2023-05-15T15:41:56+02:00 Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom Rowe, Erik Hustad, Simen Juliebø, Petter Øvereng Almenningen, Elias Olsen Sætre, Christian Fredrik 2022 application/pdf https://hdl.handle.net/11250/3002446 eng eng NTNU no.ntnu:inspera:110598397:110609066 https://hdl.handle.net/11250/3002446 Bachelor thesis 2022 ftntnutrondheimi 2022-07-06T22:39:57Z Denne bachelor rapporten omhandler implimentasjonen av en ulineær PD regulator for et generelt undervannsfartøy med 6 frihetsgrader i ROS2. Rapporten vil dekke metodene og løsningen brukt for å utvikle en fungerende regulator node i ROS2. En forsksningsgruppe ved Intitutt for teknisk kybernetikk, ved NTNU, har hatt et ønske om å få utviklet et fleksibelt system i ROS2 for å tilrettelegge for sensorbruk og data innsamling, og på lengre sikt tilrettelegge for autonom multi agent kontroll. Vår oppgave har derfor vært å utvikle et kontrollsystem som kan gjennomføre slike oppgaver. I den teoretiske delen forklares nyttig kunnskap om undervannsfartøy, samt ROS2 funksjonaliteter. Det er også en beskrivelse av de ulike undervannsfartøyene brukt for testing, samt spesielle hensyn tatt for hver av dem. Det har blitt implimentert en dynamisk posisjons kontroller i et ROS2 miljø. Rapporten beskriver hvordan gruppen utvidet kontrolleren til å inkludere spesifikke funksjoner, samtidig som fleksibiliteten til det generelle oppsettet ble ivaretatt. Kontrolleren er utviklet med den hensikt at den skal kunne bli brukt på alle slags undervannsfartøy. Det vil si at den skal kunne fungere på både ROV'er og AUV'er, og både med og uten tilbakekoblet regulering. For å finne regulator parametere for det virkelige systemet har det også blitt utviklet en simulator. Rapporten inneholder derfor en simulator analyse, med tilhørende matematiske prinsipper som legger grunnlaget for slik simulering. For å sikre at kontrolleren er generell, har det blitt utført tester på forskjellige BlueROV2 Heavy fartøy, samt på Beluga Mk.2, et undervannsfartøy utviklet av student organisasjonen Vortex NTNU. Disse testene viser at kontrollsystemet fungerer utmerket i kontrollerte omgivelser, og spesielt når det gjelder styring med joystick. Flere resultater er fremhevet i rapporten, inkludert en sammenligning mellom virkelig og simulert system. This thesis describes the implementation of a non-linear PD controller for a generic underwater vehicle with six ... Bachelor Thesis Beluga Beluga* NTNU Open Archive (Norwegian University of Science and Technology) |
institution |
Open Polar |
collection |
NTNU Open Archive (Norwegian University of Science and Technology) |
op_collection_id |
ftntnutrondheimi |
language |
English |
description |
Denne bachelor rapporten omhandler implimentasjonen av en ulineær PD regulator for et generelt undervannsfartøy med 6 frihetsgrader i ROS2. Rapporten vil dekke metodene og løsningen brukt for å utvikle en fungerende regulator node i ROS2. En forsksningsgruppe ved Intitutt for teknisk kybernetikk, ved NTNU, har hatt et ønske om å få utviklet et fleksibelt system i ROS2 for å tilrettelegge for sensorbruk og data innsamling, og på lengre sikt tilrettelegge for autonom multi agent kontroll. Vår oppgave har derfor vært å utvikle et kontrollsystem som kan gjennomføre slike oppgaver. I den teoretiske delen forklares nyttig kunnskap om undervannsfartøy, samt ROS2 funksjonaliteter. Det er også en beskrivelse av de ulike undervannsfartøyene brukt for testing, samt spesielle hensyn tatt for hver av dem. Det har blitt implimentert en dynamisk posisjons kontroller i et ROS2 miljø. Rapporten beskriver hvordan gruppen utvidet kontrolleren til å inkludere spesifikke funksjoner, samtidig som fleksibiliteten til det generelle oppsettet ble ivaretatt. Kontrolleren er utviklet med den hensikt at den skal kunne bli brukt på alle slags undervannsfartøy. Det vil si at den skal kunne fungere på både ROV'er og AUV'er, og både med og uten tilbakekoblet regulering. For å finne regulator parametere for det virkelige systemet har det også blitt utviklet en simulator. Rapporten inneholder derfor en simulator analyse, med tilhørende matematiske prinsipper som legger grunnlaget for slik simulering. For å sikre at kontrolleren er generell, har det blitt utført tester på forskjellige BlueROV2 Heavy fartøy, samt på Beluga Mk.2, et undervannsfartøy utviklet av student organisasjonen Vortex NTNU. Disse testene viser at kontrollsystemet fungerer utmerket i kontrollerte omgivelser, og spesielt når det gjelder styring med joystick. Flere resultater er fremhevet i rapporten, inkludert en sammenligning mellom virkelig og simulert system. This thesis describes the implementation of a non-linear PD controller for a generic underwater vehicle with six ... |
author2 |
Sætre, Christian Fredrik |
format |
Bachelor Thesis |
author |
Rowe, Erik Hustad, Simen Juliebø, Petter Øvereng Almenningen, Elias Olsen |
spellingShingle |
Rowe, Erik Hustad, Simen Juliebø, Petter Øvereng Almenningen, Elias Olsen Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
author_facet |
Rowe, Erik Hustad, Simen Juliebø, Petter Øvereng Almenningen, Elias Olsen |
author_sort |
Rowe, Erik |
title |
Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
title_short |
Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
title_full |
Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
title_fullStr |
Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
title_full_unstemmed |
Implementation of a quaternion-based PD controller in ROS2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
title_sort |
implementation of a quaternion-based pd controller in ros2 for a generic underwater vehicle with six degrees of freedom |
publisher |
NTNU |
publishDate |
2022 |
url |
https://hdl.handle.net/11250/3002446 |
genre |
Beluga Beluga* |
genre_facet |
Beluga Beluga* |
op_relation |
no.ntnu:inspera:110598397:110609066 https://hdl.handle.net/11250/3002446 |
_version_ |
1766374806978035712 |