Emne - Marine reguleringssystemer I - TMR4240
TMR4240 - Marine reguleringssystemer I
Om emnet
Vurderingsordning
Vurderingsordning: Mappevurdering
Karakter: Bokstavkarakterer
| Vurdering | Vekting | Varighet | Delkarakter | Hjelpemidler |
|---|---|---|---|---|
| Hjemmeeksamen | 67/100 | 4 timer | ||
| Arbeider | 33/100 |
Faglig innhold
Emnet fokuserer på matematisk modellering og design av reguleringssystemer for ulike typer marine operasjoner, fartøybevegelser, maskinerisystemer og propulsjonssystemer for skip, undervannsfarkoster og andre flytende marine konstruksjoner. Reguleringssystemene omfatter dynamisk posisjonering, thruster-assistert posisjonering, bevegelsesdempning, marine hjelpesystemer, laste- og lossesystemer, maskinerisystemer, propeller, thrustere, ror, elektrisk kraftgenerering og distribusjon i elektriske systemer. Anvendelsesområder vil være innenfor maritim skipsfart, offshore olje og gass, fiskeri, og utforsking av havrommet. Det legges stor vekt på prosessforståelse, herunder matematisk modellering av marintekniske systemer. Det vil bli lagt vekt på å gi en innføring i reguleringsmetoder med anvendelse av klassisk lineær monovariabel/multivariabel regulerings- og estimeringsteori (PID, LQG, Kalmanfiltrering, hybrid regulering osv.). Metoder for design og operasjon av autonome skip og undervannsfarkoster vil bli introdusert. Dette omhandler metoder for situasjonsforståelse og risikobasert regulering. Det vil også bli gitt innføring i prinsipper og krav til realisering og implementering av databaserte reguleringssystemer. Dette omfatter metoder for analyse og design av tidsdiskrete reguleringssystemer, sampling av tidskontinuerlige systemer, egenskaper ved input-output modeller, skiftoperatoren, z-transform, valg av samplingsrate, stabilitetsanalyse, og til slutt signalprosessering, filtrering og feildeteksjon. Aspekter knyttet til ytelse, sikkerhet, myndighets- og klassekrav vil bli diskutert.
Læringsutbytte
Etter fullført kurs skal studenten være i stand til å utvikle matematiske modeller og reguleringssystemer for propulsjon og bevegelsesstyring av skip, undervannsfarkoster og andre flytende marine konstruksjoner basert på fundamentale fysiske og observerte sammenhenger på en enhetlig systematisk måte.
Studenten skal være i stand til å:
Forstå hva som menes med og bruken av matematiske modeller for design, analyse og verifikasjon av marine reguleringssystemer for skip, rigger, undervannsfarkoster og slanke konstruksjoner.
Kunne utvikle både avanserte numeriske simuleringsmodeller for testing og verifikasjon og forenklede analytiske modeller benyttet i modelbaserte marine reguleringssystemer.
Forstå den grunnleggende strukturen og arkitekturen i marine reguleringssystemer som spenner fra lav-nivå regulering av motorer og propellere til høynivå regulering og optimalisering av referanser tilpasset gjeldende operasjon og ønsket funksjon, begrensninger og oppførsel.
Forstå grunnleggende prinsipper for databasert realisering og implementering av marine reguleringssystemer. Herunder kunne metoder for analyse og design av tidsdiskrete reguleringssystemer, sampling av tidskontinuerlige systemer, egenskaper ved input-output modeller, skiftoperatoren, z-transform, valg av samplingsrate, stabilitetsanalyse, og til slutt signalprosessering, filtrering og feildeteksjon.
Kunne designe og analysere reguleringsalgoritmer for dynamisk posisjonering, thruster-assistert posisjonering, bevegelsesdempning, marine hjelpesystemer, laste- og lossesystemer, maskinerisystemer, propeller, thrustere, ror, elektrisk kraftgenerering og distribusjon i elektriske systemer.
Kunne anvende klassisk lineær monovariabel og multivariabel regulerings- og estimeringsteori (PID, LQG, Kalmanfiltrering, hybrid regulering, osv.).
Forstå prinsipper for design og operasjon av autonome marine systemer.
Forstå grunnleggende sikkerhetskrav fra myndigheter og klasseselskaper i forbindelse med testing, verifikasjon og sertifisering av marine reguleringssystemer.
Læringsformer og aktiviteter
Emnet inngår også i et MSc-program for utenlandske studenter. All undervisning vil foregå på engelsk og være felles for sivilingeniør- og MSc-studentene.
Obligatoriske aktiviteter
- Prosjektarbeider
Mer om vurdering
Mappeevaluering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår skriftlig avsluttende eksamen som teller 67% og arbeider som teller 33%. Resultatet for delene angis i %-poeng. Vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter.
Eksamensoppgaver: Oppgavetekst gis kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.
Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.
Ved gjentak må alle vurderinger i emnet gjentas.
Anbefalte forkunnskaper
Det anbefales å ta dette emnet som serie med TMR4243 Marine regulerinssystemer II, samt å studere dette emnet sammen med TTK4190 Fartøystyring.
Forkunnskapskrav
Emne TTK4105 Reguleringsteknikk eller tilsvarende forkunnskaper er en forutsetning.
Kursmateriell
Kompendium: Marine Cybernetics: Towards Autonomous Marine Operations and Systems. Department of Marine Technology, NTNU.
Studiepoengreduksjon
| Emnekode | Reduksjon | Fra | Til |
|---|---|---|---|
| SIN1549 | 7.5 |
Versjon: 1
Studiepoeng:
7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå
Termin nr.: 1
Undervises: HØST 2020
Undervisningsspråk: Engelsk
Sted: Trondheim
- Teknologiske fag
Eksamensinfo
Vurderingsordning: Mappevurdering
- Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
- Høst ORD Arbeider 33/100
-
Rom Bygning Antall kandidater -
Høst
ORD
Hjemme-eksamen
67/100
Utlevering
12.12.2020Innlevering
12.12.2020
09:00
INSPERA
13:00 -
Rom Bygning Antall kandidater - Sommer UTS Arbeider 33/100
-
Rom Bygning Antall kandidater - Sommer UTS Hjemme-eksamen 67/100
-
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.
For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"