Συστημική σχεδίαση αυτόνομου υποθαλάσσιου οχήματος

Πάσιος, Βασίλειος

System design of autonomous underwater vehicle

Διπλωματική εργασία

Author

Πάσιος, Βασίλειος

Date

2023-03-10

Advisor

Σκλαβούνου, Ελένη-Ορσαλία

Διπλωματική Εργασία (2.732Mb)

Keywords

Autonomous underwater vehicle ; AUV ; Αυτόνομα υποθαλάσσια οχήματα ; Συστημική δυναμική ; Συστημική σκέψη ; Συστημική σχεδίαση

Abstract

Ένα AUV (Αυτόνομο υποθαλάσσιο όχημα) είναι ένα ρομποτικό όχημα που μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα στο υποθαλάσσιο περιβάλλον. Ο σχεδιασμός ενός AUV είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί τεχνογνωσία σε διάφορους κλάδους της μηχανικής, συμπεριλαμβανομένων της μηχανολογίας, της ηλεκτρολογίας και της μηχανικής λογισμικού. Στόχος αυτής της εργασίας είναι ο σχεδιασμός ενός AUV που θα μπορεί να εκτελεί διάφορες εργασίες, όπως υποβρύχια εξερεύνηση, συλλογή δεδομένων και παρακολούθηση. Το AUV θα πρέπει να μπορεί να λειτουργεί σε διαφορετικές υποβρύχιες συνθήκες, όπως ρηχά νερά, βαθιά νερά και ωκεάνια ρεύματα. Ο σχεδιασμός θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της λειτουργίας του AUV και την ενεργειακή του απόδοση. Για την επίτευξη αυτού του στόχου, ακολουθήθηκε μια συστημική προσέγγιση στο σχεδιασμό του συστήματος, ξεκινώντας με τον προσδιορισμό των απαιτήσεων και των προδιαγραφών του AUV. Στην παρούσα εργασία θα δούμε τον σχεδιασμό ενός στόλου AUV μέσω της συστημικής σκέψης. Αρχικά θα αναλυθούν οι έννοιες της συστημικής σκέψης και σχεδίασης αλλά και η έννοια της συστημικής δυναμικής. Έπειτα θα περιγραφεί αναλυτικά ο σχεδιασμός ενός AUV, τα μέρη του και ο υπολογισμός του κόστους του ενώ τέλος με την χρήση της συστημικής δυναμική θα σχεδιάσουμε έναν στόλο οχημάτων.

Abstract

An AUV (Autonomous Underwater Vehicle) is a robotic vehicle that can operate independently in the underwater environment. Designing an AUV is a complex process that requires expertise in various engineering disciplines, including mechanical, electrical and software engineering. The aim of this project is to design an AUV that can perform various tasks such as underwater exploration, data collection and monitoring. The AUV should be able to operate in different underwater conditions, such as shallow water, deep water and ocean currents. The design should also take into account the environmental impact of the operation of the AUV and its energy efficiency. To achieve this goal, a systems approach to system design was followed, starting with the identification of the requirements and specifications of the AUV. In this project we will look at the design of an AUV fleet through system thinking. First, the concepts of systems thinking and design and the concept of systems dynamics will be analyzed. Then we will describe in detail the design of an AUV, its parts and the calculation of its cost and finally using the dynamics component we will design a fleet of vehicles.