course-details-portlet

TTK4190 - Fartøystyring

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Hjemmeeksamen og skriftlig eksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurderingsform Vekting Varighet Hjelpemidler Delkarakter
Skriftlig eksamen 70/100 4 timer G
Hjemmeeksamen 30/100 4 timer A

Faglig innhold

Matematisk modellering og simulering av fartøybevegelse i 6 frihetsgrader. Dette inkluderer modellering av skip, flytende plattformer, fly, autonome undervannsfarkoster (AUV) og ubemannede fly (UAV). Introduksjon til aerodynamikk, hydrodynamikk og sjøbelastninger samt modellering av miljøkrefter (bølger, havstrømmer og vind). Kinematikk (Euler-vinkler og kvaternioner),transformasjoner, rotasjonsmatriser, geografiske og skrogfaste koordinatsystemer, stivt-legeme dynamikk og vektoriell mekanikk.

Metoder for konstruksjon og implementering av gaidings-, navigasjons- og styresystemer (GNC) for fartøy i luft og vann. Dette inkluderer simulering og testing av styresystemer med feil under varierende påvirkning av miljøkrefter. Fokus er plassert på klassiske gaidingsprinsipper inkludert siktelinjemetoden og baneplanlegging. Anvendt reguleringsteknikk inkludert lineær-kvadratisk optimalregulering med tilstandsestimering (Kalman filter), ulineær estimatorer, PID styresystemer med utvidelse til ulineære systemer, Lyapunov methoder, glideflate regulering, linearisering ved tilbakekobling, ulineære metoder basert på rekursiv Lyapunov-analyse og passivitetsbaserte metoder. Autopilot design, dynamisk posisjonering, attitydestabilisering, rulldemping, høyde- og dybdestyringssystemer, vibrasjonsdemping, sensor- og navigasjonssystemer samt bølgefiltrering. Estimatorer og feiltilstand Kalman filter for integrasjon av globale satelittnavigasjonssystemer (GNSS) og treghetssensorer (gyroer og aksellerometer).

Læringsutbytte

Kunnskap:
Inngående kunnskap om gaidings-, navigasjons- og styresystemer for marine fartøy, fly og ubemannede farkoster (AUV og UAV systemer). Være i stand til å lese samt forstå metoder publisert i litteraturen samt evaluere og sammenligne disse mot metoder som brukes i praktiske systemer.

Ferdighet:
Konstruksjon og analyse av styringssystemer for skip, havkonstruksjoner, undervannsfartøyer, fly og ubemannede farkoster. Være i stand til å simulere fartøybevegelse og reguleringssystemer for fartøyer utsatt for vind-, strøm- og bølgekrefter. Selvstendig gjennomføre mindre utviklingsprosjekter og bidra aktivt i større prosjekter.

Generell kompetanse:
Kommunisere om faglige problemstillinger både med spesialister og allmennheten.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, dataøviner og frivillige regneoppgaver. Dataøvingene programmeres i Matlab/Simulink og målet er å simulere og teste egne utviklede bevegelsestyringssystemer.

Obligatoriske aktiviteter

  • Dataøvinger

Mer om vurdering

Skriftlig eksamen og digital semesterprøve gir grunnlag for sluttkarakter i emnet. Semesterprøven teller 30% og skriftlig eksamen 70%. I tillegg må dataøvingene være godkjent. Resultatet for delene samt sluttkarakteren angis med bokstavkarakter. Eksamen gis kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan digital semesterprøve og skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. Dataøvingene, deleksamen og skriftlig eksamen må være bestått for å bestå emnet. Dersom studenten også etter utsatt eksamen har sluttkarakteren F/ikke-bestått, må studenten gjenta hele emnet neste studieår.

Spesielle vilkår

Vurderingsmelding krever godkjent undervisningsmelding samme semester. Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Forkunnskapskrav

TTK4105 Reguleringsteknikk og TTK4115 Lineær systemteori, alternativt et fag som dekker lineær-kvadratisk optimal regulering og estimeringsteori (Kalman filter).

Kursmateriell

(1) Fossen, T. I. Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control. John Wiley & Sons, Ltd, 2. utgave. (2) Beard, R. W. and T. W. McLain. Small Unmanned Aircraft. Theory and Practice. Princeton University Press, 2012.

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra Til
SIE3090 7.5
Flere sider om emnet
Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  HØST 2020

Forelesningstimer: 4
Øvingstimer: 2
Fordypningstimer: 6

Undervisningsspråk: Norsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Teknisk kybernetikk
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for teknisk kybernetikk

Telefon:

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Hjemmeeksamen og skriftlig eksamen

Termin Statuskode Vurderings-form Vekting Hjelpemidler Dato Tid Digital eksamen Rom *
Høst ORD Hjemme-eksamen (1) 30/100 A

Utlevering 01.10.2020

Innlevering 01.10.2020

Utlevering 14:00

Innlevering 18:00

INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Høst ORD Skriftlig eksamen 70/100 G 14.12.2020 09:00
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
  • 1) Eksamensform er endret som et smittevernstiltak i den pågående koronasituasjonen. The exam form has changed as a preventive measure in the ongoing corona situation.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU