• Title/Summary/Keyword: 선박제어

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FPGA 임베디드 프로세서 시스템을 사용한 실시간 SONAR 선호 디스플레이 시스템의 구현 (An Implementation of Real-Time SONAR Signal Display System using the FPGA Embedded Processor System)

  • 김동진;김대웅;박영석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.315-321
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    • 2011
  • 선박이나 함정에서 일반적으로 사용되는 SONAR 신호용 CRT 모니터 디스플레이 시스템은 벡터 주사 방식을 사용한다. 그래서 시스템의 처리회로가 복잡하고, 부품 생산이 폐쇄되어 부품 수급이 어렵고 가격이 고가이다. FPGA 기반 임베디드 프로세서 시스템은 회로를 단순화함과 더불어 코어설계를 쉽게 재구성함으로써 각종 응용 적용에 유연하고, 저가격대로 고속 성능을 제공한다. 본 논문은 기존 CRT시스템의 문제점을 극복하기 위해서 FPGA 임베디드 프로세서 시스템을 사용하여 SONAR 신호 LCD 디스플레이 시스템을 구현하였다. 제안한 접근법은 기존 시스템에 비해 X-Y 편향과 CRT 제어 블록을 FPGA 임베디드 프로세서 시스템으로 대체함으로써 시스템 구성의 단순성과 유연성을 확보할 수 있고, 또한 저가격화를 가능하게 한다. 구현된 시스템은 SONAR 신호를 실시간으로 획득하고 LCD에 디스플레이하는 것이 가능하다.

고온 계측 열화상 시스템 구현을 위한 복사에너지 필터링 연구 (Radiant Energy Filtering to Enhance High Temperature Measurement by a Thermography System)

  • 윤석태;조용진;정호석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.466-473
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    • 2016
  • 선박 건조과정에서 이면부의 도장손상은 용접과정에서 과도한 입열량(heat input)에 따른 전도의 영향으로 손상 방지를 위해서는 용접온도 계측에 의한 적절한 입열량 제어가 필요하다. 온도 계측에는 접촉식, 비접촉식 방법이 있으며 열화상 시스템은 대표적인 비접촉식 방법이다. 하지만 일반적인 열화상 시스템의 탐지센서(detector)는 고온물체에서 방출되는 복사량(radiant quantity)이 과도하면 백화현상(saturation)으로 인해 온도계측이 불가능해진다. 따라서 본 논문에서는 열화상 시스템에 집속되는 과도한 복사량을 차단하기 위해 중성밀도필터(neutral density filter)를 결합하여 고온 물체의 온도를 $3000^{\circ}C$까지 정량적으로 계측하기 위한 복사 에너지 필터링을 연구하였다.

조타명령의 음성인식을 위한 최적 특징파라미터 검출에 관한 연구 (Optimal Feature Parameters Extraction for Speech Recognition of Ship's Wheel Orders)

  • 문성배;채양범;전승환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.161-167
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    • 2007
  • 이 논문은 선박의 자동조타장치를 음성인식으로 제어할 수 있는 시스템을 개발하기 위한 기초연구로 SMCP(IMO Standard Marine Communication Phrases)에 제시된 조타명령문의 구성 형태를 분석하여 화자의 의도를 예측할 수 있는 특정 파라미터를 추출하였다. 그리고 이 파라미터를 이용하여 1차 패턴인식 과정으로부터 도출된 후보단어 집합으로부터 최종 단어를 결정하는 후처리 인식 프로시저를 설계하였다. 이 프로시저의 유용성을 검증하기 위하여 음성인식용으로 총 525개의 조타명령문을 획득하였고, 표준패턴 기반의 인식과정 인식률과의 비교실험을 수행하였다. 실험결과 의도예측 특정 파라미터를 이용한 인식 프로시저의 인식률이 약 42.3% 향상되어 유효함을 알 수 있었다.

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Ku-대역 광대역 디지탈 위성방송용 저 잡음하향변환기 개발 (Implementation of Wideband Low Noise Down-Converter for Ku-Band Digital Satellite Broadcasting)

  • 홍도형;이경보;이영철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.115-122
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    • 2016
  • 본 논문에서는 디지털 위성방송을 수신하기 위하여 Ku-대역 광대역 하향변환기를 설계하였다. 설계된 저 잡음 하향변환기는 잡음 정합에 의한 3단 저 잡음 증폭회로와 10.7~12.75 GHz의 입력신호를 VCO-PLL에 의한 저 위상잡음을 나타내는 4개의 국부발진주파수(9.75, 10, 10.75 및 11.3 GHz)를 형성하고, 디지털 제어에 의하여 4-대역의 IF 주파수 채널을 선택할 수 있도록 설계하였다. 개발한 저 잡음 하향 변환기의 전체 변환이득 64 dB, 저 잡음 증폭기의 잡음지수는 0.7 dB, 출력신호의 P1dB는 15 dBm, band 1 반송주파수 9.75 GHz에서 위상잡음은 -85 dBc@10 kHz를 나타내었다. 설계한 광대역 디지털 위성방송용 하향변환기(LNB)는 국제적으로 이동하는 선박 등의 위성방송용으로 사용가능하다.

수상 및 수중 운동체의 강인 안정성 해석 및 안정화에 관한 연구 (A Study on the Robust Stability and Stabilization Problem for Marine Vessel)

  • 김영복;최광환
    • 한국항해항만학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.379-385
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    • 2012
  • 본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안하였다. 그리고 시스템 안정성 조건을 행렬부등식으로 변환하여 나타내었다. 이것은 안정성 해석 및 안정화를 위한 제어이득을 효율적으로 계산할 수 있는 방법으로 다양한 제약조건에도 유연하게 대응할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 유효성을 검증하였다.

Ku-band 광대역 위성방송용 LNB 설계 (Design of Wideband Ku-band Low Noise Down-converter for Satellite Broadcasting)

  • 홍도형;목광윤;박기원;이영철
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.941-944
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    • 2015
  • 본 논문에서는 여러 대역의 주파수를 하나의 모듈로 통합하여 선박이 해외 각국에서도 하나의 위성안테나로 사용할 수 있는 다중대역 FEM(Front-End Module)모듈을 설계하였다. 설계된 FEM은 다중대역 저잡음 수신 증폭회로, 주파수 변환 회로, IF 증폭회로, 전압 제어 발진기(VCO : Voltage Control Oscillator)를 이용한 신호발생회로 네 가지 회로로 구성하였다. 다중대역 2.05GHz대역을 변환하기 위하여 4개(대역1, 대역2, 대역3, 대역4)의 국부 발진 신호를 생성하여 4개의 IF신호를 출력하도록 설계하였으며 개발된 변환 장치는 변환이득 64dB, 잡음지수 1dB 이하, 출력 P1dB 15dBm 이상, 위상잡음은 -73dBc@0.1KHz를 나타내었다.

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크루즈요트의 기관실 소음 차단용 차음벽 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the Acoustic Absorption Well of the Cruise Yacht)

  • 유영훈;이종근
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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    • pp.109-113
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    • 2007
  • 요트에서는 가벼운 선체에 비해 고성능의 엔진을 탑재하게 되므로 엔진에서 발생하는 소음이 승조원 및 여객에 미치는 영향은 매우 크다. 최근에는 국내에서도 크루즈요트의 생산이 시도되고 있지만, 선박의 성능과 함께 기관소음의 차단기술이 구매자의 요구에 부응하지 못하고 있는 실정이다. 이와 같이 선실의 소음이 구매를 결정하는 중요한 척도로 되고 있지만, 메인엔진의 소음을 차단하기 위한 대책 이 부족한 형편이다. 그러나 최근에 발전되고 있는 모니터링설비와 지능제어시스템을 이용하면, 주 엔진의 주변을 고효율의 흡음벽으로 차단하여 기관실의 소음을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 소음을 흡수할 수 있는 흡음벽의 성능을 높이기 위해 헬름홀츠 공명기의 원리를 적용에 대하여 연구하였다.

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함정 추진디젤기관의 고효율 해수냉각시스템에 관한 연구 (A Study of the High Efficiency Sea Water Cooling System for the Propulsion Diesel Engine of Warships)

  • 강병수;임용수;조관준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.468-472
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    • 2015
  • 최근 대두되는 선박배기가스 저감 등의 환경정책으로 인하여 에너지의 효율적 이용에 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 함정의 에너지 효율 향상을 위하여 사용 부하에 따라 해수펌프를 제어하는 고효율 해수냉각시스템을 제안한다. 본 논문에서는 제안하는 시스템의 효과를 알아보기 위하여 추진 디젤기관의 냉각시스템을 모델링 하고 함정 운항특성을 고려한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 고효율 해수냉각시스템이 기존 해수냉각시스템에 비하여 약 53%의 에너지 절감효과가 있었다. 본 연구 결과는 향후 함정 추진 디젤기관의 해수냉각시스템의 성능 향상에 유용한 자료로 활용될 수 있다.

동일 주파수 성분의 디젤엔진과 프로펠러 기진력 위상차 규명을 이용한 선박 진동 제어 (Ship Vibration Control Utilizing the Phase Difference Identification of Two Excitation Components with the Same Frequency Generated by Diesel Engine and Propeller)

  • 성혜민;김기선;주원호;조대승
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권3호
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    • pp.160-167
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    • 2020
  • A two-stroke diesel engine and a propeller normally adopted in large merchant ships are regarded as major ship vibration sources. They are directly connected and generate various excitation components proportional to the rotating speed of diesel engine. Among the components, the magnitude of two excitation components with the same frequency generated by both engine and propeller can be compensated by the adjustment of their phase difference. It can be done by the optimization of propeller assembly angle but requires a number of burdensome trials to find the optimal angle. In this paper, the efficient estimation method to determine optimal propeller assembly angle is proposed. Its application requires the axial vibration measurement in sea trial and the numerical vibration analysis for propulsion shafting which can be substituted by additional vibration measurement after one-trial modification of propeller assembly angle. In order to verify the validity of the proposed method, the phase difference between two fifth order excitation components generated by both diesel engine and propeller of a real ship is calculated by the finite element analysis and its result is indirectly validated by the comparison of axial vibration responses at intermediate shaft obtained by the numerical analysis and the measurement in sea trial. Finally, it is numerically confirmed that axial vibration response at intermediate shaft at a resonant speed can be decreased more than 87 % if the optimal propeller assembly angle determined by the proposed method is applied.

판구조물의 열탄소성 해석 (A Study on the Thermal Elasto-Plastic Analysis of Plated Structures)

  • 김병일;장창두
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.68-76
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    • 1997
  • 본 논문에서는 선박 및 해양 구조물을 구성하는 용접 판구조물의 변형 및 잔류응력 등 용접 초기 결함을 효율적으로 평가할 수 있는 열탄소성 해석방법을 정립하였다. 또한 평판의 선상가열공법(line heating process)을 열탄소성 시뮬레이션함으로써 작업의 고능률화 및 자동화를 위한 기초연구를 수행하였다. 판구조물에 대한 열전도 해석을 수행하기 위하여 해석적인 방법과 수치적인 방법을 병행하였다. 판구조물의 열탄소성 해석방법에 있어서는 초기변형도법에 근거한 유한요소법을 사용하였으며, 증분 구간중 소성 구역에서는 응력 증분 및 항복응력 중분의 2 차항까지 고려해서 시간 증분을 최적 제어함으로써 해석 불능에 빠지는 문제를 극복하였다. 특히 응력 중분에 탄성계수의 온도에 따른 증분을 2 차항까지 포함시켰다. 평판의 두께와 입열량을 변화시키면서 일련의 용접 열탄소성 실험을 수행하였는 바, 온도 및 용접 변형을 계측하여 수치 계산 결과와 비교하여 상호 부합성이 양호함을 확인하였다.

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