• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.71-82
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• 1999

비선형 동역학계의 불규칙한 운동은 그 계가 가지는 고유한 특성에 의해 생기는 현상으로써 때로는 예측할 수 없는 큰 운동이 발생한다. 해상 운행중인 선박의 경우 이러한 예측치 못한 큰 운동으로 인해 전복이 일어나기도 하므로, 비선형 선박 안전성 확보라는 관점에서 중요하게 다루어져야 한다. 본 연구에서는, 첫째로 임의의 구간 안에 있는 모든 초기 조건에 대해 선박 운동의 안정성을 파악하여 안정과 불안정으로 영역 구분을 시켜 주는 흡인 영역(basins of attraction)을 외력변화에 따라 그려 봄으로써 선박 운동에 대한 안정 영역의 정성적인 변화 과정을 파악하고자 하였다. 둘째로 전복이 일어나지 않는 안정 영역상을 초기 조건으로 한 선박 운동이 최종적으로 어떤 운동이 되는지 알아 보았다. 마지막으로 외력 변화에 따른 비선형 선박 운동 중 혼돈적 현상이 일어나는 운동에 대해서는 이를 상세히 분석하고자 과도상태가 지난 운동의 주기적 변화를 외력 변화에 따라 살펴보는 분기도(bifurcation diagram)를 이용하여 연구해 보았다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.79-85
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• 2012

본 논문에서는 항내에서 저속으로 운동(항해)하는 선박의 운동제어문제에 대해 고려하고 있다. 항내에서는 특히 그 운동속도가 느리므로 일반 항해에서와는 달이 저주파대역에서의 운동특성이 중요하다. 대부분의 중대형선박이 항내에서 터그보트에 의해 접안시설로 이동하게 된다. 이러한 사실을 고려하여 대상선박이 4기의 터그보트에 의해 제어되는 선박의 제어계 설계문제에 대해 고찰하고 있다. 주요 연구내용은 크게 두가지로 구분된다. 첫째 비선형특성이 강하게 포함되어있는 선박운동특성을 고려하여 비선형관측기를 설계한다. 이것은 특히 저주파수 대역에서 선박의 위치와 속도 등 제어신호를 계산하는데 필요한 정보를 추정하는데 유효한 방법으로 잘 알려져 있다. 이를 기반으로 외란 등에 강인한 슬라이딩모드 제어기를 설계한다. 결과적으로 비선형관측기를 포함한 슬라이딩모드제어기의 유용성을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며 이 결과는 실험을 위한 유용한 기초자료로 활용될 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.284-285
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• 2012

레저선박 중 하나인 8톤급 낚시선박에 대한 설계에 앞서, 우수한 복원성을 가지기 위해서는 실해역에 가장 적합한 선형의 개발이 중요하다. 특히 선행되어야 할 것은 선박의 운동 중 횡요 운동이 선박의 안전성 및 승선감에 미치는 영향에 대한 평가라 할 수 있다. 본 논문에서는 모형선 시험 중 전통적으로 사용되는 경사시험, 자유 횡요 시험 및 GZ 곡선을 통하여 기존선형과 대상선형에 대한 횡요 감쇠효과 및 복원성 평가를 수행하였다. 그리고 선형개선에 따른 GM계산 및 횡요운동 주기와 복원성 조사를 통해 낚시선박의 안전성과 승객의 승선감에 대한 영향을 조사하였다. 특히 자유횡요시험 시, 비접촉식 6자유도 운동계측기(Rodym DMM)와 무선 경사계를 이용한 계측 두 가지 방법을 함께 수행함으로서 횡요감쇠효과에 대한 신뢰도를 높였고 그 결과 기존 선형보다 대상 선형에 의한 감쇠효과가 더 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 따라서 개선된 대상선형의 GZ곡선을 이용하여 설계시 적합한 복원성을 조사하였으며 자유횡요시험을 통하여 횡요주기가 증가함으로서 대상선형의 승선감이 더욱 향상된 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.43-49
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• 2011

본 연구에서는 선교나 부선등에 실린 장비들과 같이 선박의 회전중심으로부터 이격된 선박구조와 교량의 상부구조가 충돌하는 경우의 충돌거동을 해석할 수 있도록 선박의 회전을 고려한 간이충돌모델을 개발하였다. 충돌모델은 선박과 교량의 질량과 강도 및 비선형성을 나타내도록 하였고, 모델의 비선형 운동방정식을 4차 Runge-Kutta방법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 현재 국내에서 운용되고 있는 부선의 제원을 선폭을 기준으로 표준화하고 작성된 충돌모델을 이용하여 각종 충돌조건이 교량의 충돌하중이 미치는 영향에 대한 매개변수연구를 수행하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.7-12
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• 2016

본 연구에서는 선박충돌로부터 교량을 방호하는 파일형 선박충돌방호공과 충돌선박의 간이충돌모델을 개발하고 이를 검증하였다. 선박은 선수의 비선형반력을 고려하여 모델링하였다. 충돌방호공의 모델은 파일에서 상부슬래브의 하단과 지중에 2개의 소성힌지가 발생하는 것으로 구성하였다. 충돌중 발생하는 운동에너지와 위치에너지 및 변형에너지를 고려하여 운동방정식을 유도하고 이를 해석하는 시스템을 개발하였다. 선박과 구조물에 대한 정밀 충돌해석을 수행하여 개발된 간이모델이 충돌거동을 정확히 모사할 수 있음을 보였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.74-76
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• 2012

칼만이론 및 Unscented 변환 기반의 Unscented 칼만필터를 이용하여 동적위치제어시스템을 설계하였다. Unscented 칼만필터는 기존의 칼만필터처럼 비선형운동방정식을 선형화 할 필요없이 비선형운동방정식 그대로 사용할수 있다. Unscented 칼만필터를 이용하여 설계한 동적위치제어시스템을 MATLAB SIMULINK프로그램을 이용하여 해양선박에 대해 컴퓨터시뮬레이션을 진행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.51-57
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• 1991

불규칙 해상에서 선박의 큰 횡요각의 예측이 중요한 과제로 대두 되고 있다. 본 논문에서는 통계적 해석에 의한 이의 예측 방법을 제시한다. 즉 주어진 비 선형 횡요운동 방정식으로 부터 배의 횡요각과 각속도의 결합 확률 밀도 함수를 구하는 방법을 도입하고 각종 계수들의 값의 변화에 따른 예측 결과를 다른 논문에서 제시한 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.92-98
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• 1993

불규칙 해상에서 선박의 큰 횡요각의 예측이 중요한 과제로 대두 되고 있다. 본 논문에서는 추계적 해석에 의한 이의 예측 방법을 제시한다. 즉, 주어진 비선형 횡요 운동 방정식으로 부터 배의 횡요각과 각속도의 확률 밀도 함수를 구하는 방법으로 평균화 법과 등가 비선형화 법을 적용하였고 각종 계수들의 값의 변화에 따른 예측 결과를 다른 논문에서 제시한 simulation 결과와 비교하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권4호
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• pp.54-60
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• 2002

본 연구는 슬라이딩 모드개념을 이용한 비선형 견실 상태 추정기의 선박 위치제어시스템에 대한 적용에 관한 연구이다. 개발된 상태추정기는 제어기 설계에 필요한 동적 모델에 있어서 고려되지 않은 비선형성과 불확실성 및 외란이 존재하더라도 견실히 상태추정을 수행할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 선박의 속도 및 유체력으로 인한 외란의 추정이 가능하며, 파랑으로 인한 고주파 운동응답을 여과시킴으로 불필요한 작동기의 동작과 과도한 연료손실을 방지할 수 있다. 특히 상태 추정기에 불연속 함수를 도입함으로 비선형성, 외란 및 불확실성에 대해 강인한 특성을 가지고 있다. 제안된 상태추정기에 기초하여 Observer backstepping 방법을 이용한 위치 제어기가 설계되었으며, 제어시스템의 안정성을 Lyapunov 법을 이용하여 검증하였다. 일련의 수치 시뮬레이션을 수행함으로서 제안된 상태추정기 및 제어기의 선박위치제어시스템으로서의 성능을 예증하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1998년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.111-119
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• 1998

본 연구에서는선박의 조종운동 중 중요한 과제인 접안운동을 자동화하기 위하여 현대제어이론중의 하나인 인공신경망(Artifical Neural Network, 이하 ANN으로 함)에 의한제어를 수행하였다.잘 알려진 바와 같이 ANN은 어떤 시스템의 입출력간의 연결상황과 요소들 내부의 처리방법을 정의하여 시스템을 표현하는 방법이다. 구체적으로는 시스템의 입출력에 대한 모범적인 교사 데이터(Teaching data)를 준비하여 교사데이타와 실제 입출력간의 오차가 최소가 되도록 학습을 시키게 된다. 학습의 결과 ANN은 그 시스템의 비선형성을 충분히 표현할 수가있어, 접안운동과 같은 비선형성이 강한 조종운도에 적합할 것으로 생각된다.