Modelli matematici per la simulazione real-time di sistemi di posizionamento dinamico per applicazioni di training.

Abstract

Il presente lavoro di tesi tratta lo sviluppo di algoritmi per simulatori di sistemi di posizionamento dinamico (DP) destinati ad applicazioni di training. Questi sistemi consentono a un'unità navale di mantenere la propria posizione e il proprio orientamento sotto l'azione dei disturbi ambientali (vento, onde e corrente) utilizzando esclusivamente i propri propulsori attivi. Dopo un'analisi dello stato dell'arte e il calcolo delle forze ambientali, è stato studiato un caso reale di supply vessel. Sono stati implementati e confrontati diversi metodi di risoluzione del problema di allocazione della spinta, ossia l'algoritmo che permette di ottenere le spinte che ogni propulsore deve fornire in modo che la nave mantenga la propria posizione e il proprio orientamento. In conclusione, introducendo la fisica del problema con le opportune ipotesi semplificative, sono state sviluppate delle simulazioni della traiettoria della nave.

This thesis focuses on the development of algorithms for simulators of Dynamic Positioning (DP) systems for training purposes. These systems allow a vessel to maintain its position and its heading under the influence of enviromental disturbances (wind, wave and current) by using only its active thrusters. After an analysis of the state of the art and the calculation of enviromental forces, a real case of study of a supply vessel was examined. Several methods for solving the thrust allocation problem were implemented and compared; the thrust allocation is the algorithm that determines the thrust each propeller must generate in order for the vessel to maintain its position and heading. Finally, by introducing the physical aspects of the problem with some assumptions, simulations of the vessel's trajectory were developed.