TMR4240 Marine reguleringssystemer I

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.

Emnet inngår også i et MSc-program for utenlandske studenter. All undervisning vil foregå på engelsk og være felles for sivilingeniør- og MSc-studentene. Undervisning gis delvis som omvendt undervisning med tilgang til digital forelesninger som diskuteres i klasserommet.

Faget vil inkludere et studentprosjekt i dynamisk posisjonering (DP), der studentene vil designe og implementere noen basis DP-funksjoner og teste disse på en simuleringsmodell. Dette prosjektet, som vi kaller DP-labben, vil fortsette med kontrolldesign og -implementasjon i TMR4243, der det ender opp med en praktisk laboratorie testaktivitet i MC-Lab. En rapport skal levers på prosjektresultatene.