• 한국해양공학회지
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• 제32권1호
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• pp.68-75
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• 2018

This study deals with the heading angle and depth keeping control technique for an ROV with multiple horizontal and vertical thrusters by thrust allocation. The light work class ROV URI-L, which is under development at KRISO, is a redundant actuating system with multiple thrusters that are larger than the ROV's degree of freedom. In the redundant actuating system, there are several solutions for a specific ROV motion to be performed. Therefore, a thrust allocation algorithm that considers the entire propulsion system should be regarded as important. First, this paper describes the propulsion system of the ROV and introduces the thrust allocation method of each motion controller. In addition, the performance of the controller is examined using a heading angle and depth keeping control test in a stationary state.

• 수산해양기술연구
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• 제59권2호
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• pp.145-154
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• 2023

In this study, to control the heading angle of a ship, which is constantly subjected to various internal and external disturbances during the voyage, an LADRC (linear active disturbance rejection control) design that focuses more on improving the disturbance removal performance was proposed. The speed rate of change of the ship's heading angle due to the turn of the rudder angle was selected as a significant factor, and the nonlinear model of the ship's maneuvering equation, including the steering gear, was treated as a total disturbance. It is the similar process with an LADRC design for the first-order transfer function model. At this time, the gains of the controller included in LADRC and the gains of the extended state observer were tuned to RCGAs (real-coded genetic algorithms) to minimize the integral time-weighted absolute error as an evaluation function. The simulation was performed by applying the proposed GA-LADRC controller to the heading angle control of the Mariner class vessel. In particular, it was confirmed that the proposed controller satisfactorily maintains and follows the set course even when the disturbances such as nonlinearity, modelling error, uncertainty and noise of the measurement sensor are considered.

• 한국해양공학회지
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• 제21권2호
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• pp.67-74
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• 2007

Maritime and Ocean Engineering Research Institute (MOERI), a branch of KORDI, has designed and manufactured a model of an autonomous underwater vehicle (AUV) named ISiMI (Integrated Submergible for Intelligent Mission Implementation). ISiMI is an AUV platform to satisfy the various needs of experimental test required for development of challenging technologies newly investigated in the field of underwater robot; control and navigational algorithms and software architectures. The main design goal of ISiMI AUV is downsizing which will reduce substantially the operating cost compared to other vehicles previously developed in KORDI such as VORAM or DUSAUV. As a result of design and manufacturing process, ISiMI is implemented to be 1.2 m in length, 0.17 m in diameter and weigh 20 kg in air. A series of tank test is conducted to verify the basic functions of ISiMI in the Ocean Engineering Basin of MOERI, which includes manual control with R/F link, auto depth, auto heading control and a final approach control for underwater docking. This paper describes the implementation of ISiMI system and the experimental results to verify the function of ISiMI as a test-bed AUV platform.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.1108-1111
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• 2009

디지털 오토파일럿은 전자해도상에서 선박의 운항예정 코스를 설정하여 입력시킨 후, 자동운항 모드로 세트하면 선박이 운항코스의 경로를 따라 자동으로 항행하는 시스템이다. 워터젯시스템은 엔진과 연결된 임펠러(회전익)를 구동하여 선저에 선수방향으로 설치된 흡입구를 통하여 해수를 흡입하여 압력을 높인 후, 노즐을 통하여 가속된 해수를 선저의 선미방향으로 분사시키므로써 선체를 조향하고 추진시키는 장치이다. 그러므로 워터젯시스템은 수심이 낮은 해역에서도 운항이 가능하며, 고효율의 고속추진, 상대적으로 낮은 진동과 유동소음 등의 환경에서 매우 효과적이므로 새로운 추진시스템으로 수요가 확대되고 있다. 그러나 워터젯시스템의 전기적인 제어신호는 표준화되어있지 않으므로 디지털 오토파일럿의 표준화된 인터페이스를 제공하지 않는다. 본 논문은 표준화된 오토파일럿과 워터젯시스템 사이에서 연동하므로써 고속선박을 신뢰성 있게 조향할 수 있는 피드백 제어인터페이스 모듈을 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.821-828
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• 2011

본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권8호
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• pp.577-582
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• 2008

이 논문은 부산항 방파제 진입항로에서 강한 횡조류가 있는 경우 60,000 DWT의 파나막스 선박의 조종에 있어 선속에 따른 영향을 파악하기 위하여 3년 이상의 선장 경력을 가진 76명의 조종자가 선박조종 시뮬레이션을 실시하고 그 결과를 선박의 근접도 계측, 제어도 계측, 조선자의 주관적 계측을 통하여 분석하기로 한다. 조류는 남서 방향, 2노트이고 독립 변수인 선속은 각각 5노트, 10노트로 한다. 시뮬레이션의 분석 결과는 다음과 같다. ${(1)}$ 부산항 방파제 진입항로에서 선속 5노트인 경우 드리프트 앵글을 $10^{\circ}$ 이상으로 하는 것은 선수가 방파제 입구를 벗어나게 되므로 조종자는 심리적으로 이 각도 이상은 취하지 않는 경향이 있다. ${(2)}$ 선속 5노트에서의 경우가 선속 10노트보다 주관적 계측치, 선박의 근접도, 제어도가 상대적으로 크게 나타나고 있다. ${(3)}$ 선박의 제어도 계측 항목을 무차원화하여 이를 단일 지표로 표시하는 방법을 제안하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권1호
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• pp.10-17
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• 2023

최근 자율운항선박 개발을 위한 연구가 국내외에서 추진 중에 있다. 자율운항선박 개발에서 핵심기술 중 하나는 항로추종인데, 항로추종은 선박의 안전성 확보에 중요하기 때문에 자율운항선박 설계 시 사전평가 해야 한다. 본 연구의 목적은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능의 시각적 및 정량적 평가기법을 개발하기 위한 것이다. 이 평가기법은 전산유체역학 기반의 자유 항주 모델과 LOS(Line-of-Sight) 알고리즘을 연계하여 개발하였다. 평가기법 중, 시각적 평가는 항로추종 중인 선박에 의해 생성되는 파계를 전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 가시화하여 평가하고, 정량적 평가는 목표 선수방위각과 추정 선수방위각 사이의 차이 값과 계획항로와 추종항로 사이의 거리 차이 값을 이용하여 평가하였다. 항로추종성능 평가 결과, 항로추종 중 변침지점 부근에서 항로이탈편차가 크게 발생함을 알았고, 또한 선박 주위 유동의 시각화를 통해 선박 주위 유체 현상을 쉽게 파악할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 평가기법은 자율운항선박 설계 시 항로추정성능 평가에 관한 시각적 및 정량적 평가에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.67-76
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• 2008

본 연구는 인터스키 부정지 숏턴 동작에서 우수 집단과 비우수 집단 간 운동학적 변인의 차이를 3차원 영상 분석을 통해 보다 효과적인 부정지 숏턴 동작을 모색하고자 하였다. 연구 대상은 2007년 전국스키기술선수권대회 부정지 숏턴 경기에 참가한 선수 10명을 대상으로 DLT 방법을 이용한 3차원 영상분석을 통해 운동학적 변인을 분석하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 총 소요시간 및 국면별 소요시간은 우수 집단이 비우수 집단보다 짧게 나타났다. 신체중심은 우수 집단이 비우수 집단보다 작은 좌우이동 폭과 큰 상하이동 폭을 나타내며, 직진성을 강화하는 활주를 하였으며, 그로 인하여 좌우속도를 제어하면서 빠른 전후속도를 나타냈다. 상하속도는 드롭 인 구간에서는 느리게 하면서 범프 업 구간에서 속도를 증가시킨 것으로 나타났다. 고관절각과 슬관절각은 우수 집단이 비우수집단보다 전체 이벤트에서 모두 작게 나타났으며, 동체 전경갈 신체 기울기각은 우수 집단이 비우수 집단보다 모두 크게 나타났다. 하퇴 전경각은 우수 집단이 비우수 집단보다 모글 중앙에서 크게 나타났으며, 동체 비틀기각은 우수 집단이 비우수 집단보다 드롭 인 구간에서 오른쪽 턴 방향으로, 범프 업 구간에서 왼쪽 턴 방향으로 크게 나타났다.