이 논문에서는 PID 알고리즘을 이용하여 시소 시스템의 균형을 위한 위치 제어기를 설계하고자 한다. 시소 시스템은(Seesaw System) 선박 및 항공 역학, 도립진자, 각종 분석, 로봇 시스템 등의 해석에 광범위하게 응용되는 시스템이자 현대 제어 시스템의 이론과 각종 응용문제를 취급할 수 있는 장치이다. 시소 시스템의 경우 시스템이 비선형성이 강한 제어 대상이므로 시스템의 이해와 해석, 그리고 파라미터의 정확한 선정이 필수요소이다. 사용할 시스템 제어 알고리즘에는 간단하고 오랜 역사를 통해 안정성이 보장된 PID 알고리즘과 정확하고 빠른 PID 파라미터 동조에 필요한 연산 최적화 알고리즘인 PSO(Particle Swarm Optimization) 통해 외란이나 제어기의 변화에 빠르게 적응할 수 있도록 하여 성능과 안정성을 보장한다.
해군 무기 체계의 혁신적 테마로 떠오른 Unmanned Surface Vehicle(USV)은 세계 여러 국가에서 현재 연구, 개발 되고 있으며 일부 국가에서는 지속적인 연구 노력의 결과로 실질적인 성과들이 나타나기 시작했다. 특히 미 해군에서는 'USV Master Plan'을 발표함으로써 USV 기본정의 및 운용기술과 개발과제 풍을 제시하였고 해사(海事)에 USV 시스템의 도입과 운용을 위한 발판을 마련하였다. 본 논문에서는 'USV Master Plan'을 통해 미 해군 USV 시스템의 개념 및 핵심 기술과 개발 동향을 분석하여, 반도 국가인 우리나라에 USV 시스템의 적용 가능성과 전망을 살펴보고자 한다.
In this study, a ship motion control system design method is introduced for autonomous ships. Some related research results and technologies for autonomous ships have already been developed and applied to ships. For example, the Norwegian Maritime Authority and the Coastal Administration have signed an agreement that allows to test of autonomous ships in the defined area (port to port). Many countries and industries are pursuing to realize the autonomous vessel in the real world. In this paper, the authors try to develop related technology. As basic research, a ship model of the pilot vessel is developed and physical parameters are identified by experiment and simulations. Using the mathematical ship model, a control system is designed and control performance is evaluated by simulations.
전 세계는 국제 시장의 개방화로 인하여 해상을 통한 수${\cdot}$출입 컨테이너 화물량이 크게 증가하고 있다. 이에 선박이 항해 중 가장 중요한 것은 자선의 위치를 정확히 파악하여 안전하고 경제적인 항로를 이용하여 효과적으로 운항을 도모하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 선박의 안전한 운항을 도모하기 위해서 항만, 연${\cdot}$근해에 설치되어 있는 무인등대의 효율적인 관리를 위한 자동 점멸 시스템의 설계에 관한 연구이다. 본 시스템은 GPS를 통한 일출과 일몰 시간의 동기화와 다른 해양 환경 조건을 고려하여 광센서와 습도센서를 추가 이용하여 무인 등대의 자동 점멸 시스템을 설계 및 구축한다.
선박의 안천한 항해를 돕기 위하여 해상에 항로표지를 설치하여 운영하고 있다. 해상 ICT(Information and Communications Technology)의 발달로 AtoN AIS(Automatic Identification System) 및 CDMA(Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다중통신망을 이용하여 항로표지의 상태를 감시하고 제어가 가능해짐에 따라 해양수산부에서는 항로표지 관리운영시스템을 운영하고 있다. e-Navigation 및 자율운항선박 분야 등에 항로표지 스마트화를 위해 정확한 항로표지 정보가 요구된다. 본 논문에서는 정확한 항로표지 정보 제공을 위해 관리운영시스템 표준소프트웨어 문제점을 분석하고 개선방안에 대해서 소개한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제18권5호
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pp.78-87
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1994
In this paper design and implementation of ship's distributed remote control system using dual-microprocessor is presented for real time process. The proposed system is implemented with the single chip microprocessors in tightly coupled mode and results in speed up of $s_p$=1.74. Under the assumption that the nodes are interconnected in multidrop, the overall system performance such as average throughout-delay characteristics and effective throughput are analyzed using M/G/1 queneing model, and results show that the proposed node can be used in medium sized distributed monitoring and control system.
In this paper, an actively controlled anti-rolling system is considered, in order to reduce the rolling motion of a ship. In this control system, a small auxiliary mass is installed on the upper area of the ship, and an actuator is connected between the auxiliary mass and the ship. The actuator reacts the auxiliary mass, applying inertial control forces to the ship to reduce the rolling motion in the desired manner. In this paper, we introduce LMI based H$_{\infty}$ control approach to design the anti-rolling control system for the controlled ship. And the experimental results show that the desirable control performance can be achieved.
본 논문에서는 AHRS(Attitude and Heading Reference System) 센서를 이용하여 스튜어트 플랫폼으로 구성된 평면의 평형상태를 유지시키는 시스템을 소개한다. 움직이는 선박이나 차량에서 구조물이 지면의 기울기에 상관없이 항상 평형상태를 유지하도록 하기 위하여 자세 제어를 하는 역학적 기기로 스튜어트 플랫폼을 사용하였다. 그리고 현재의 기울어진 각도를 알아내고 보정하기 위하여 AHRS 센서를 이용하였다. AHRS센서와 스튜어트 플랫폼 제어 간의 피드백 시스템을 구성하여 자동으로 스튜어트 플랫폼의 위쪽 판넬이 평형을 이루는 시스템을 제작하였다.
본 논문은 선박 장착을 위한 안정된 플랫폼형의 동적방식 광파이버 자이로콤파스의 구동시스템 안정화에 대한 연구이다. 구동모터로 선정된 스텝핑모터는 FOG 콤파스 특성에 따른 연구 목적상 정속 및 저진동의 안정한 운전을 필요로 한다. 이러한 측면에서 기발표된 주파수변조방식의 안정화 구동시스템의 설계상 나타났던 문제점을 보완할 수 있는 퍼지제어를 사용한 새로운 방식의 제어기를 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방식의 우수성을 보였으며, 특히 시스템의 크기, 무게 그리고 운전환경의 다양성 측면에서 자이로콤파스로서의 적용 가능성이 크다.
This paper deals with ANN(Artificial Neural Networks) and its application to automatic ship berthing. Due to the characteristic of ship's manoeuvre comparing with other moving objects on land, it has been known that the automatic control for ship's berthing cannot cope with various berthing situations such as various port shape and approaching directions. for these reasons. the study on automatic berthing using ANN usually have been carried out based on one port shape and predetermined approaching direction. In this paper, new algorithm with ANN controller was suggested to cope with these problems. Under newly suggested algorithm, the controller can select appropriate weights on the link of neural networks according to various situations. so the ship can maintain stable berthing operation even in different situations. Numerical simulations are carried out with this control system to find its improvement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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