• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2012.06a
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• pp.214-214
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• 2012

본 논문 만타형 무인잠수정을 이용한 실해역 자율주행 성능시험에 관한 내용을 다룬다. 만타형의 개발을 위해서 6자유도 운동방정식에 대한 시뮬레이션을 실시하였으며, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 만타형 무인잠수정을 개발하여 실해역에서 성능시험을 실시하였다. 실해역 자율주행 시험은 가시선 방법(LOS, Line of Sight)방법을 이용하였으며, 제어에는 PD 제어기를 사용하였다. 목표반경을 10m로 하였을 때, 설정된 좌표로 이동하는 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.6
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• pp.644-652
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• 2013

This paper describes the development and field experiments of Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (UUV). Various simulations for Manta UUV are performed by using the nonlinear 6-DOF motion of equations. Through this simulation we verified the motion performances of Manta UUV. To acquire the blueprint of Manta UUV, it was designed with the simulation results. The Manta UUV uses a Doppler Velocity Log (DVL), gyrocompass, GPS, pressure sensor and other minor sensors, applied to measure the motion, position and path of Manta UUV. For its propulsion and changing a direction in the underwater, one vertical fin and four horizontal fins are installed at the hull of UUV. The Manta UUV system was verified with motion and autonomous navigation test at field.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.244-248
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• 2009

본 논문에서는 만타형상의 무인잠수정의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 확인하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 본 논문에 사용된 수학모델은 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab / Simulink를 이용하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상무인잠수정의 제어 성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어와 방향각제어에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미국 해군대학원(Naval Postgraduate School)의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어와 방향각 제어기를 이용하여 만타형무인잠수정의 설계 목표에 부합하는 항해제어시뮬레이션을 실시하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11b
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• pp.546-550
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• 2010

무인잠수정이 원하는 경로를 추종할 수 있도록 안정적인 운항제어를 수행하기 위해서는 잠수정의 동역학적 특성을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 수중에서 거동하는 무인잠수정의 동역학적 특성은 제어입력뿐만 아니라 유체력계수에 의해 주로 결정되므로, 이러한 계수값을 정확하게 아는 것이 중요한 요소라 할 수 있다. 일반적으로 유체력계수는 PMM 시험과 같은 실험적 방법을 통하여 얻게 되지만 실험방법의 어려움과 실험장비들의 부정확성으로 인한 오차에 의하여, 얻어진 값들의 신뢰성이 많이 저하된다. 계수값들을 구할 수 있는 다른 방법으로는, 확장칼만필터 등과 같은 모델기반 추정 알고리즘을 통하여 유체력계수를 추정하는 것이다. 본 논문에서는 확장칼만필터를 이용하여 유체력계수를 추정하도록 하였으며, 설계된 추정 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 기존에 수행된 PMM 시험에 의해 얻어진 유체력계수의 실험값과 비교 분석하였다. 또한 본 논문에서는 만타형 무인잠수정을 이용하여 원하는 경로를 추종할 수 있도록, 추정된 유체력계수를 사용하여 수심제어 및 방향제어를 위한 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였으며, 충분한 정확도를 가지고 원하는 경로를 추종함을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.1
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• pp.21-28
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• 2010

This paper describes the mathematical model and controller design for Manta-type Unmanned Underwater Test Vehicle (MUUTV) with 6 DOF nonlinear dynamic equations. The mathematical model contains hydrodynamic forces and moments expressed in terms of a set of hydrodynamic coefficients which were obtained through the PMM (Planar Motion Mechanism) test. Based on the 6 DOF dynamic equations, numerical simulations have been performed to analyze the dynamic performances of the MUUTV. In addition, using the mathematical model PID and sliding mode controller are constructed for the diving and steering maneuver. Simulation results show that the control performances of the MUUTV and compared with these of NPS (Naval Postgraduate School) AUV II.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2010.10a
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• pp.42-43
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• 2010

In this paper, automatic control system for the Manta UUV are constructed for the diving and steering maneuver. PID controller and Fuzzy controller are adopted in this system. Based on the 6DOF dynamic equation, simulation program has been developed using the Matlab. Using this program, depth control system and heading control system with tidal current are evaluated.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.05a
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• pp.151-151
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• 2023

An accurate prediction of the hydrodynamic maneuvering darivatives is essential to desing a robust control system of a UUV(unmanned underwater vehicle). Typically, these derivatives were estimated by either the towing tank experiment or semi-empirical methods. With the enhancement of high performance computing capacity, a numerical analysis using computational fluid dynamics has reach the level of experiment. Therefore, the aims of the present research are to numerically develop a computational model for the vertical planar motion mechanism of a UUV and to estimate the hydrodynamics loads in 6-DOF. The target structure of the present study was manta type UUV (12meter length). The numerical model was developed in 1/ 6 model scale. Numerical results were compared with the results of the towing tank experiment for validation. In the present study, a commercial RANS-based viscous solver STARCCM+ (ver 17.06) was used.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.35 no.5
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• pp.359-363
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• 2011

In this paper, automatic control system for the Manta UUV are constructed for the diving and steering maneuver. PID controller and Fuzzy controller are adopted in this system. Based on the 6DOF dynamic equation, simulation program has been developed using the Matlab. Using this program, depth control system and heading control system with tidal current are evaluated.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.3-4
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• 2011

In this study, the nonlinear mathematical model of Manta type UUV is derived the hydrodynamic derivatives and the sliding mode controller of Manta type UUV test bed is designed. The sliding mode control scheme is used for robust control on the nonlinear motion. The designed controller is used the depth and heading control. It is based on the 6 DOF mathematical model with effect of the ocean currents. As a result, the performance of the designed controller is confirmed by computer simulation.