Design of Vessel Autopilot System using Fuzzy Control Algorithm

퍼지제어 알고리지즘을 이용한 선박의 자율운항 시스템 설계

선박 운항 자동화 시스템은 선내 노동력 감소, 작업 환경 개선, 운항 안전성 확보 및 운항 능률의 향상을 목표로 하며, 궁극적으로는 운항 경제성확보를 위한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응 제어방법 등을 응용하여 선박의 비선형성을 보상하여 선박의 회두각 유지제어(Course Keeping Control), 항로 추적제어(Track Keeping Control), 롤-타각제어(Roll-Rudder Stabilization), 선박 위치제어(Dynamic Ship Positioning), 선박자동 접이안(Automatic Mooring Control) 등에 관한 연구를 수행하고 있으며 실제의 선박으로 대상으로 응용연구가 진행 중이다. 선박은 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계는 비선형적이며, 선박의 Load Condition은 선박의 Parameter에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란요소인 파도의 유속(流速)과 방향, 풍속과 풍량 등이 비선형적인 형태로 작용하므로 선박의 운항을 힘들게 하는 요인이 된다. 따라서 선박의 운항시스템에는 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 요구한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박의 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통해 그 결과를 살펴보았다.