In today's world, more research is needed on both underwater communication networks and autonomous underwater vehicle control. The main reason for this is, most of the modern technologies lose its function, partially or completely, due to negative conditions in the underwater environment. In this thesis, the starting point is to create a networked control system (NCS) using acoustic and Radio Frequency (RF) hybrid communication. Acoustic communication can be used even in long ranges, up to kilometers, but it offers low data rate and high propagation delays. On the other hand, RF communication provides high data rates and low delays, however, due to high attenuation, it can only be used in a 10-meter range in the modern technology. The proposed hybrid communication system uses RF communication in 10-meter range and acoustic communication in outside of that range. A co-simulation environment with Gazebo, a realistic physics simulator of the vehicle dynamics, and TrueTime, a realistic simulator of the real-time computer and physical characteristics and protocols of the communication channel, has been created for this purpose. However, since the selected simulators both have dynamic time step solvers, the time difference between simulation times causes excessive time skew which can lead to instability of control loops of the NCS. Thus, a time synchronization is applied between the two simulation environments. The main contributions of this thesis are creating the co-simulation environment, solving the time synchronization problem and characterizing the synchronization delays and lowering the delays to ensure it will not affect the simulation realism.

Günümüzde hem haberleşme hem de kontrol alanlarında sualtı robotlarıyla ilgili araştırmalar yapılmasına önemli ölçüde gerek duyulmaktadır. Bu durumun başlıca nedeni ise sualtındaki olumsuz koşullar nedeniyle halihazırdaki birçok teknolojinin işlevlerini tam veya kısmi olarak kaybetmesidir. Bu tez, bir karma sualtı haberleşme sisteminin bir kontrol uygulamasında kullanılarak bir ağ bağlantılı kontrol sistemi oluşturmasıyla ortaya çıkmıştır. Akustik haberleşme, yüksek mesafelerde, kilometreler mertebesinde, kullanılabilmesine rağmen, düşük veri hızına ve yüksek yayılma gecikmesine sahiptir. Diğer yandan, radyo frekans (RF) haberleşme, yüksek veri hızına ve düşük gecikmelere sahip olsa da suyun özellikleri sebebiyle yüksek sönümlenmeye maruz kalmakta ve 10 metre menzilini aşamamaktadır. Önerilen karma haberleşme sistemi, 10 metre menzilde RF haberleşme, bu menzilin dışında ise akustik haberleşme kullanılarak tasarlanmıştır. Bu amaçla, araç dinamiklerinin gerçekçi fizik benzetimini yapan Gazebo ile gerçek zamanlı bilgisayar ve haberleşme kanalının fiziksel karakteristiklerinin ve protokollerinin benzetimini yapan TrueTime ile bir eşzamanlı benzetim sistemi oluşturulmuştur. Ancak, iki benzetim aracı da dinamik zaman adımlarına sahip oldukları için, aralarında zaman sapması oluşarak, ağ bağlantılı kontrol sisteminin kontrol çevrimlerinde kararsızlığa yol açabilmektedir. Bu sebeple, iki benzetim aracı arasında bir zaman senkronizasyonu yöntemi uygulanmıştır. Bu tezin ana katkıları, eşzamanlı benzetim sistemini oluşturmak, zaman senkronizasyonu problemine çözüm bularak, bu çözüm sonucunda ortaya çıkacak zaman farklarının karakterize edilerek, sistemin gerçekçiliğini etkilememesini sağlayacak seviyeye indirmektir.