• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2007.06a
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• pp.724-727
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• 2007

선박 운항 자동화 시스템은 선내 노동력 감소, 작업 환경 개선, 운항 안전성 확보 및 운항 능률의 향상을 목표로 하며, 궁극적으로는 운항 경제성확보를 위한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응 제어방법 등을 응용하여 선박의 비선형성을 보상하여 선박의 회두각 유지제어(Course Keeping Control), 항로 추적제어(Track Keeping Control), 롤-타각제어(Roll-Rudder Stabilization), 선박 위치제어(Dynamic Ship Positioning), 선박자동 접이안(Automatic Mooring Control) 등에 관한 연구를 수행하고 있으며 실제의 선박으로 대상으로 응용연구가 진행 중이다. 선박은 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계는 비선형적이며, 선박의 Load Condition은 선박의 Parameter에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란요소인 파도의 유속(流速)과 방향, 풍속과 풍량 등이 비선형적인 형태로 작용하므로 선박의 운항을 힘들게 하는 요인이 된다. 따라서 선박의 운항시스템에는 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 요구한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박의 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통해 그 결과를 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.06a
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• pp.125-126
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• 2022

원격제어선박의 운항상태를 파악하고 제어신호를 보내기 위해 선박에 수집되는 각종 센서 및 기관정보가 육상제어센터에 전송되어야 한다. 통신수단 별로 전송속도 및 대역폭이 다르며, 선박의 위치에 따라 가용한 통신수단이 다르다. 선박이 육지와 가까워질수록 선박의 밀집도와 통행량이 많아지므로 수집해야 할 정보의 종류도 많고 속도도 빨라야 한다. 이 문제를 해결하기 위해 육상제어 센터에서 선박의 위치에 따라 통신수단을 변환하여 사용할 수 있도록 선박-육상간 통신망을 구축하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.164-165
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• 2022

자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship)의 개발과 도입은 해양 분야의 4차 산업 시대를 이끄는 가장 중요한 기술과 변화이다. 자율운항선박은 해양 사고의 발생 원인 중 가장 높은 비중을 차지하는 인적 요소를 줄이기 위해 인간의 개입 없이 독립적으로 운항하는 선박을 일컫는다. 인간의 개입을 줄이기 위해서는 기존의 선박과 다른 개념과 기술을 개발하고 도입해야 한다. 수십 년 전 개발되어 해상 플랫폼 및 오프쇼어 분야에서 특정 용도로 사용되는 선박 시스템인 동적위치제어스템은 기존의 시스템에 더해 더욱 정교하고 섬세한 선박의 움직임이 가능하도록 다양한 기능을 제공한다. 최근의 영국에서 제출한 IMO 의제 문서에 의하면, 자율운항선박에는 전통적인 앵커와 같은 선박 설비에 더해 추가로 다른 기술이 적용될 수 있다고 밝히며, 동적위치제어시스템을 명시하였다. 본 논문에서는 이러한 기능 중 자율운항선박의 안전한 운항을 달성하기 위해 동적위치제어시스템에서 적용할 수 있는 요인을 알아보고 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.05a
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• pp.96-97
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• 2019

동적위치제어선박의 위치손실사고는 해양플랜트 운영에 있어서 치명적인 결과를 초래할 수 있음에도 불구하고 이러한 사고의 원인 및 대응방안에 대한 연구는 매우 드물다. 이 연구에서는 2011년부터 2016년까지 6년간의 위치손실사고에 대한 분석을 수행하고 그 결과를 기존에 있었던 분석 결과와 비교 검토하였으며, 이를 기반으로 DPO교육훈련의 개선방안을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2012.10a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.10a
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• pp.801-804
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• 2003

The autopilot system of vessel is proposed to take service safety sorority, to elevate service efficiency, to decrease labor and to improve working environment. Ultimate purpose of it is to minimize the number of crew by guaranteeing economical efficiency of shipping service. Recently, the research is being achieving to compensate various nonlinear parameters of vessel and apply it is course keeping control, track keeping control, roll-rudder stabilization, dynamic ship positioning and automatic mooring control etc. using optimizing control technique. Relation between rudder angle controlled by steering machine of vessel and ship-heading angle, and load condition of ship are nonlinear, which affect various parameters of shipping service. The speed and direction of waves, velocity and quantity of wind, which also cause the non-linearity of it. Therefore the autopilot system of ship requires the robust control algorithm can overcome various non-linearity. On this paper, we design the autopilot system of ship, which overcome nonlinear parameters and disturbance of it using Fuzzy Algorithm, evaluate the proposed algorithm and its excellence through simulation

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.7 no.7
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• pp.1509-1513
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• 2003

The autopilot system of vessel is proposed to take service safety and security, to elevate service efficiency, to decrease labor and to improve working environment. Ultimate purpose of the proposed system is to minimize the number of crew by guaranteeing economical efficiency of shipping service. Recently, the research is being achieved to compensate various nonlinear parameters of vessel and apply it to course keeping control, track keeping control, roll-rudder stabilization, dynamic ship positioning and automatic mooring control etc. using optimizing control technique. Relation between rudder angle controlled by steering machine of vessel and ship-heading angle, and load condition of ship is nonlinear, which affects various parameters of shipping service. The speed and direction of waves, velocity and quantity of wind, which also cause the non-linearity of it. Therefore the autopilot system of ship requires the robust control algorithm can overcome various non-linearity. On this paper, we design the autopilot system of ship, which overcomes nonlinear Parameters and disturbance of it using Fuzzy Algorithm, evaluate the proposed algorithm and its excellence through simulation.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.16 no.4
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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.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.42 no.3
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• pp.233-242
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• 2023

In this paper, the effect of mass injection on the control of tip vortex cavitation was studied experimentally. A mass injection system for a 3D hydrofoil was designed to control the location of injection as well as the injection rate. A series of cavitation tests were carried out in a cavitation tunnel for different injection locations and rates. The cavitation behaviour was observed using a high-speed camera and the corresponding noise was measured using a hydrophone installed in the observation window. The results showed that the tip vortex cavitation was suppressed under certain conditions and the noise was reduced in some frequency bands. It was also found that there is a location where the effect of mass injection could be maximized and hence the noise reduction.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.47 no.4
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• pp.256-270
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• 2023

In this study, a sliding mode (SM) controller for dynamic positioning (DP) was specifically designed for a turret connection operation of a ship or an offshore structure in which an arbitrary point on the structure could be controlled as the motion center instead of the center of mass. The SM controller allows control of the arbitrary point and provides capability to manage uncertainties in the dynamics of ships and offshore structures, external forces caused by unknown changing marine environments, and transient performance of DP systems. The Jacobian matrix included in kinematic equations of the controlled object was modified to design the SM controller to control based on an arbitrary point of ships or offshore structures. To ensure robustness of the controller, the Lyapunov stability theory was applied in the design of the SM controller. In general, for robustness in DP control, gain scheduling based on a proportional-derivative (PD) control algorithm is employed. However, finding appropriate gains for gain scheduling complicates the application of DP systems. Therefore, in this study, the SM control algorithm was considered to mitigate the complexity of the DP controller for ships and offshore structures. To validate the proposed SM control algorithm, time-domain simulations were conducted and utilized to evaluate the performance of the control algorithm. The effectiveness of the proposed SM controller was assessed by comparing simulation results with results of a conventional PD control algorithm applied in DP control.