• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.323-325
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• 2012

충남 보령시 오천면 인근해역에 건설될 신보령화력 1,2호기 건설사업과 관련하여 항만공사(연료하역부두, 석회석하역부두 축조)로 인하여 선박통항에 미치는 영향을 사전에 조사 측정 및 평가하여 설계에 반영토록 하고, 부두축조에 따른 대상 선박 항로 통항 및 접 이안에 대한 안전성 평가, 해상교통류 시뮬레이션, 계류안전성 평가 등을 시행하였으며, 이에 대한 결과를 소개하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.211-218
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• 2021

본 연구는 종방향과 횡방향에서 규칙파가 외란으로 입사하는 선박의 종동요 및 횡동요를 억제하는 문제를 다룬다. 선박의 안전 운항을 위해서 파랑 중 선박의 종동요 및 횡동요를 안정화시키는 것은 필수적인 과제로 여겨진다. 종동요 및 횡동요 거동에서 중요한 특징 중에 하나는 공진인데, 이 현상은 특정한 조건에서 예상치 못한 큰 응답을 초래한다. 종동요와 횡동요는 두 운동이 상호 결합되어 있고 복원항이 강한 비선형을 갖고 있음으로 계의 파라미터에 따라 다양한 동적 거동을 보이는 것이 중요한 특징인데, 특히 종동요에서 이 특성이 두드러지게 나타난다. 무엇보다, 선박의 조종성능 및 안전을 위해 선박의 종동요 가속도 응답을 완전히 억제하는 것은 상당히 도전적인 과제이다. 이 연구에서는 준 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 종동요와 횡동요를 줄임으로 파랑 중의 선박을 안정적인 직립 상태로 유지시키고, 아울러 채터링을 감소시키는 목적을 달성하였다. 리아프노프 이론으로 준 슬라이딩 모드 제어의 안정성을 판명하였고, 수치 시뮬레이션으로 제어 방식의 유효성을 증명하였다. 제시한 기법으로 종동요 및 횡동요 응답의 수렴 및 채터링 감소라는 두 가지 목표가 효과적으로 달성되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권2호
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• pp.329-339
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• 2002

In ship operation the consequency of roll motions can seriously degrade the performance of mechanical and personnel effectiveness. So many studies for the roll stabilization control system design have been performed and very good results have been achieved. In many studies, the stabilizing fins are used. Recently rudders, which have been extensively modified, have been used to exclusively to stabilize the roll. This paper examines the two-degree-of-freedom servosystem design technique to synthesize the yaw control system which achieves the course keeping object of the ship and the H$_{\infty}$ control approach to suppress the roll motion, respectively.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.38-44
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• 1994

1960년대 Auto-Pilot 시스템이 대양을 항해하는 선박에 장착되면서 운항경제성 및 선원 승선감의 견지에서 Auto-Pilot시스템의 제어 알고리듬이 연구되기 시작하였다. 초기에는 PD제어로 시작하였으나 잦은 타동작으로 인한 기구 마모를 줄이기 위해 실제 선수각과 설정선수방위 차가 어느 상한치 이상에서만 타각을 조작하는 on-off 제어를 도입하였다. 본 논문에서는 Auto-Pilot 시스템의 제어 알고리듬에 optimal제어, adaptive제어 등을 적용하여 제어기법간의 비교를 cost function을 통하여 수행함으로써 Auto-Pilot 시스템에 대한 최적의 제어기법을 조사하였다. Adaptive 제어를 위한 선박 조종운동방정식의 parameterization 과정을 검토하였고 adaptive 알고리듬의 장점이 파라미터 추정이 잘못된 경우의 수치시뮬레이션 결과로부터 분명히 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제46권6호
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• pp.554-561
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• 2022

자율운항선박 관련 기술개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그러나, 통신, 사이버 보안, 긴급대처능력 등 기술적으로 해결되지 못한 문제들이 아직 많이 남아있기 때문에, 자율운항선박이 상용화되기까지는 많은 시간이 필요할 것으로 예상된다. 이 연구에서는 기술적으로 완전하지 않은 자율운항선박의 대체 방안으로 한 척의 리더 선박과 여러 척의 추종 선박을 하나의 그룹으로 묶어 항해하는 선박 그룹항해시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 리더 선박이 항행을 개시하면 추종 선박은 리더 선박의 항행 경로를 자율적으로 추종하며, 경로 추종을 위해 PD 제어를 적용하였다. 또한, 각 선박들은 충돌방지를 위해 안전거리를 유지하면서 일직선 형태로 항해한다. 선박 간의 안전거리유지는 속력 제어를 통해 구현된다. 선박 그룹항해시스템의 유효성을 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션에 사용된 선박은 관련 데이터가 공개되어 있는 KVLCC2의 L-7 모델이며, 선박조종운동에는 일본조선학회에서 제안한 MMG standard method를 사용하였다. 시뮬레이션 결과, 리더 선박은 미리 정해진 항로를 따라 항해하였으며, 추종 선박은 리더 선박의 경로를 따라 항해하였다. 세 척의 선박은 시뮬레이션 중 일직선 형태를 유지하였으며, 선박 간 안전거리를 유지하는 것으로 나타났다. 이 연구에서 제안하는 선박 그룹항해시스템은 자율운항선박의 문제점들을 해소하는 항행시스템으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.75-76
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• 2007

해난사고에 있어 운항자의 조선 실수가 큰 비중을 차지한다. 이는 항구의 여건이 크게 개선되지 않은 상태에서 선박이 점차 대형화 고속화, 그리고 항만의 물동량 증가에 따른 위험도의 증가라 볼 수 있으며, 이에 따라 연안에서의 선박의 충돌회피를 위한 자동제어에 관한 필요성이 대두되어 본 연구를 진행하였다. 본 연구는 MMG 수학모텔에 기반으로 Surge, Sway, Yaw 3자유도 운동방정식을 사용하였고, 충돌예상시점에 의한 정보(DCPA and TCPA) 를 이용하여 퍼지추론을 통한 위험도를 설정하였다. 이 방법의 설효성을 검증하기 위해 연안에서의 여러 정박지와 선박의 조우 상태에 따른 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.538-539
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• 2013

수평 자세제어에 관한 연구는 플랜트 외부에서 발생하는 미지의 진동이나 불특정 외란이 인가되었을 때 이러한 외란을 적절히 제거하여 플랜트의 안전성을 확보할 수 있는 중요한 기술이다. 특히 수평 자세제어에 대한 문제는 선박이나 항공기 등 진동이나 미지의 외란이 발생하는 비선형시스템에 대하여 플랜트의 안전성을 확보하기 위하여 다양한 제어 알고리즘을 적용하여 진동 및 외란을 제거하고 있다. 본 논문에서 활용하고자하는 수평 자세제어용 액추에이터는 전자기적 에너지를 직선운동을 하는 기계적 운동 에너지로 변환하는 장치로서 산업현장에서 많이 활용하고 있는 액추에이터이다. 이러한 리니어 액추에이터(linear actuator) 3개로 구성된 3축을 활용하여 리니어 액추에이터 상부에 놓여진 플랜트의 수평을 제어하고자 한다. 또한 플랜트의 수평 상태를 계측하기 위한 센서로는 플랜트에 인가되는 외란을 계측하기 위한 가속도 센서 및 정확한 플랜트의 자세를 계측하기 위한 자이로 센서를 활용하여 플랜트의 수평 상태를 계측하도록 하며, 3개의 리니어 액추에이터를 제어하기 위한 마이크로프로세서를 기반으로 PID 제어기를 설계하여 리니어 액추에이터를 활용한 수평제어 성능을 제시하고 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권2호
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• pp.193-198
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• 2003

일점계류된 선박의 외력에 의한 불안정 거동을 경감시키는 방법에 대하여 검토하였다. 계류된 선박의 수치계산 시뮬레이션을 위해 조종운동방정식을 사용하였고, 선박에 가해지는 외력으로는 풍력과 파강제력이 고려되었다. 파강제력은 3차원특이점분포법에서 얻어진 주파수전달함수로부터 시간영역해석법을 적용하였고, 풍력은 OCIMF(1994)에서 제시한 값을 사용하였다. 계류된 선박의 안전대책으로 바우스러스터를 이용한 제어방법, 두 번째 묘를 이용한 굴레(Birdle)를 씌우는 묘박법이 검토되었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.86-93
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• 2011

파도 및 바람 그리고 그 외의 다른 요인들에 의해 복합적으로 움직이는 모선 선박의 운동을 정확하게 알아야 배의 형상 및 자세를 제어할 수 있다. 예를 들어 레이더 추적 장비는 기후의 영향은 받지 않으나 물체에 반사된 신호로 위치 추적을 해야 하기 때문에 잡음도 (Noise Level)가 높아 정확도가 떨어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문의 목적은 GPS의 절대 위치를 이용하여 배의 이전 상태 및 현재 상태를 정확히 알아서 다음 진행 상황을 예측하는데 있다. 그러나 GPS의 원천 오차와 배가 고정적이지 않는 오차로 인하여 단순하게 GPS의 값을 읽어 배의 형상을 나타낼 수 없기 때문에 본 논문에서는 이러한 GPS좌표의 오차를 줄이고 정확한 지점을 추정하기 위한 알고리즘을 제시하여 선박의 형상과 위치를 알려준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제11권1호
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• pp.23-28
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• 2005

선박 횡동요는 물적 손실을 초래할 뿐만 아니라, 승선자의 거주성, 안전성 및 작업능률을 저하시키는 가장 큰 요인이 된다. 횡동요억제를 위한 많은 연구는 다양한 형태의 장치개발이라는 결과를 가져왔으며 상당한 효과를 얻고 있다. 지금까지 개발 된 대부분의 장치는 그 성능을 고려하지 야더라도 특수한 목적의 선박을 대상으로 설치$\cdot$운영되고 있으며, 고가이고 복잡하여 설치 상에도 많은 문제점을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 선박의 선미측에 설치한 플랩을 이용하여 운항중인 선박의 횡동요 억제에 관해 고찰하고 있다. 본 장치는 중$\cdot$소형의 선박에도 쉽게 설치하여 운용이 용이할 뿐만 아니라, 적절한 제어시스템 구축으로 피칭운동도 제어할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 이러한 장치를 설치한 선박에 대해 실험적 기법을 이용하여 모델링을 행하고 시뮬레이션을 통해 장치의 횡동요 억제효과를 검증하고 있다.