course-details-portlet

TTK4190 - Fartøystyring

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen og semesterprøve
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig eksamen 70/100 4 timer A
Semesterprøve 30/100 3 timer D

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 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

  • Øvinger
  • 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 de tre dataøvinger være godtkjent. 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 skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen. Dataøvingene, deleksamen og skriftlig eksamen må være bestått for å bestå faget. Dersom studenten også etter utsatt eksamen har sluttkarakteren F/ikke-bestått, må studenten gjenta hele emnet neste studieår.

Forkunnskapskrav

TTK4115 Lineær systemteori og TTK4105 Reguleringsteknikk eller tilsvarende. Det er nødvendig å ha kjennskap til Kalman filtrering og Lyapunov stabilitetsteori (for eksempel kapittel 4 in "Nonlinear Systems" by Hassan K. Khalil, Prentice Hall, 2002).

Kursmateriell

(1) Fossen, T. I. Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control. John Wiley & Sons, Ltd, 2011. (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 2018

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

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

Ansvarlig enhet
Institutt for teknisk kybernetikk

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen og semesterprøve

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Høst NY Semesterprøve 30/100 D INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Høst NY Skriftlig eksamen 70/100 A
Rom Bygning Antall kandidater
Høst ORD Semesterprøve 30/100 D 11.10.2018 09:00 INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
SU306 Sukkerhuset 0
SU200 Sukkerhuset 0
SU204 Sukkerhuset 0
SU315 Sukkerhuset 0
SU205 Sukkerhuset 0
SU206 Sukkerhuset 0
Høst ORD Skriftlig eksamen 70/100 A 11.12.2018 15:00
Rom Bygning Antall kandidater
SL111 brun sone Sluppenvegen 14 0
SL110 lilla sone Sluppenvegen 14 0
SL120 Sluppenvegen 14 0
SL238 Sluppenvegen 14 0
Sommer UTS Semesterprøve 30/100 D INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
Sommer UTS Skriftlig eksamen 70/100 G
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.
Eksamensinfo

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

Mer om eksamen ved NTNU