• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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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.

• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.801-804
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 희두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다 또한 외란요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1509-1513
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 회두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행 중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란 요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.233-242
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• 2023

본 논문에서는 선박 수중방사소음 저감을 위하여 질량 분사를 통하여 선박의 저속 운항 조건에서 발생하는 날개 끝 보텍스 캐비테이션 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 3차원 수중익 모형에 대해 질량 분사 위치와 분사량을 조절 할 수 있는 질량 분사 시스템을 제작하였으며, 이를 캐비테이션 터널 내에 설치하고 3차원 수중익으로부터 생성되는 캐비테이션의 강도에 따른 시험을 캐비테이션 제어 실험을 수행하였다. 질량 분사 위치 및 분사량에 따른 캐비테이션의 관찰과 소음 특성을 분석하기 위하여 고속 카메라와 음향 센서를 이용하여 계측하였고, 그 결과 질량 분사에 따라 특정 조건에서 날개 끝 보텍스가 억제되고 특정 주파수 대역의 소음이 저감 되는 것을 확인하였다. 날개 끝 보텍스 제어와 소음 저감 성능에 우수한 분사구 위치가 있음을 확인하였고, 일정 수준 이상의 분사량을 가질때 큰 저감 효과가 있음을 확인하였다. 질량 분사를 이용하여 날개 끝 보텍스의 강도가 약할 때 특정 조건에서 제어가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권4호
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• pp.256-270
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• 2023

본 연구에서는 선박 또는 해양구조물에 설치되는 터렛(Turret)과 같이 제어 대상의 무게 중심 주변이 아닌 임의 지점을 운동 중심으로 선정하여 제어할 수 있는 동적위치유지(Dynamic positioning; DP)용 슬라이딩모드(Sliding mode) 제어기를 연구하였다. 이러한 슬라이딩모드 제어기는 선박 및 해양구조물 동역학 모델의 불확실성, 시공간에서 변화하는 미지의 해양환경에 의한 외력, DP 제어시스템의 과도 성능을 고려한 제어가 가능하다. 선박 및 해양구조물의 임의 지점을 기준으로 제어하기 위해 제어 대상의 기구학 방정식에 포함되는 자코비안(Jacobian) 행렬을 수정하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 제어기의 강건성(Robustness)을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어기 설계에 리아프노프(Lyapunov) 안정도 판별 이론을 적용하였다. 일반적으로 DP 제어에서 제어기의 강건성 확보를 위해 PD(Proportional derivative) 제어 알고리즘 기반의 이득 스케줄링(Gain scheduling)을 사용한다. 그러나 이득 스케줄링을 적용하기 위한 적절한 이득을 찾는 것은 DP 시스템 적용을 복잡하게 만든다. 따라서 본 연구에서는 이러한 선박 및 해양구조물 DP 제어기의 복잡성을 해소하기 위해 슬라이딩모드 제어 알고리즘을 고려하였다. 제안된 슬라이딩모드 제어 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 시간 영역 시뮬레이션을 구현하였으며, 제어 알고리즘의 성능평가에 활용되었다. 제안된 슬라이딩모드 제어기의 유효성 검토를 위해 일반적인 PD 제어 알고리즘을 적용한 DP 제어 시뮬레이션 결과와 비교하였다.