Disciplina
Dinâmica e Controlo de Veículos Oceânicos
Área
Área Científica de Engenharia e Arquitectura Naval > Engenharia e Arquitectura Naval
Activa nos planos curriculares
DEAENO 2023 > DEAENO 2023 > 3º Ciclo > Opções > Opção 1 > Dinâmica e Controlo de Veículos Oceânicos
DEAEN2006 > DEAEN2006 > 3º Ciclo > Avançada > Dinâmica e Controlo de Veículos Oceânicos
Nível
Exame (70%) e projecto individual (30%)
Tipo
Não Estruturante
Regime
Semestral
Carga Horária
1º Semestre
3.0 h/semana
Objectivos
Aprofundar o conhecimento das propriedades dinâmicas dos navios e de outras embarcações com base na mecânica analítica e na teoria dos sistemas dinâmicos. Elaborar análises comparativas de diversas tarefas de controlo e métodos de solução e síntese.
Programa
O navio ou a embarcação como um sistema. Tópicos seleccionados de mecânica analítica. Restrições. Coordenadas generalizadas, velocidades e quase-velocidades. Modelos de navios rígidos e elásticos. Equações de Lagrange de primeira e segunda ordem. Equações de Appel. Equações de Kirchhof?Tomson?Taite. Superfícies livres como uma restrição não-holonômica. Princípios variacionais. Efeitos de memória. Formas gerais de equações de movimento de um navio ou submersível. Representação de forças hidrodinâmicas. Casos linearizáveis e não-linearizáveis. Embarcações tratadas como um sistema dinâmico abstracto. Variáveis de estado, trajectórias no espaço de estados, retratos de fase. Estabilidade do movimento: Estabilidade global e local, conjuntos de atracção, superfícies de separação. Estabilidade num intervalo de tempo finito, estabilidade prática. Objectivos de controlo. Controlo em navegação, guiamento e manobrabilidade. Controlo por alimentação directa e realimentação. Controlo e observação de sistemas. Controlo por realimentação linear de variáveis de estado: método do posicionamento dos pólos, controlo LQG e H∞. Controlo optimizado: formulação geral; tipos dos funcionais de custo, principio do máximo de Pontryagin e equação de Bellmann. Método de síntese de espaço de estados para controlo de máxima rapidez. Leis de controlo quase-optimizadas para a manobra de alteração do rumo. Revisão dos problemas de navegação e guiamento e os correspondentes métodos de solução.
Metodologia de avaliação
Exame (70%) e projecto individual (30%)
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
Bibliografia
Principal
Dynamics of marine craft: maneuvering and seakeeping
World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.
Control System Design: An Introduction to State-Space Method
Guidance and Control of OceanVehicles
Mathematical methods of classical mechanics
Optimal Control Theory: an Introduction
Dover Publications, Mineola, N.Y.