• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.845-849
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• 1992

The disturbance and time delay can often cause a significant error in the estimation of trajectory of a underwater vehicle. The time delay considered in this study is due to the delayed rudder response to the rudder input from the guidance control part. The simulation tests are performed on maneuver with constant rudder angle, zigzag maneuver, dive-climb maneuver, and corridor pattern maneuver. The results are compared with those of without delay cases.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.451-458
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• 2012

수중의 작업 목적에 따라 ROV와 AUV의 두 가지 용도로 사용할 수 있는 새로운 구조의 변신 6자유도 수중로봇의 설계연구를 하였다. CROV의 ROV모드와 AUV모드에 대한 각각의 구조 설계연구를 수행하였으며 각각의 모드에 대한 제어시스템을 설계하고 AUV의 경우에는 추력에 따른 항해속도에 대한 해석을 수행하였다. ROV나 AUV의 정확한 위치 및 속도를 추정할 수 있도록 다양한 센서신호를 퓨전하여 처리하는 센서퓨전보드를 제작하고 확장 칼만필터를 포함하는 전체 제어시스템을 설계하고 제작하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.537-543
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• 2017

수중글라이더(UG; underwater glider)는 지속적인 해양관측 탐사를 목적으로 개발된 장기운용 가능한 수중로봇이다. 원통형의 일반적인 수중글라이더는 단일 부력엔진과 자세제어기를 통해 추진하기 때문에, 운동조종성능 측면에서 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 기존 원통형 수중글라이더의 부력제어 및 운동제어성능을 개선하기 위해 이중부력엔진을 탑재한 가오리 형태의 수중글라이더를 소개한다. CFD(computational fluid dynamics) 해석을 수행하여 설계된 형상의 글라이드 운동에 대한 유체저항성능을 해석한다. 산출한 유체력 계수를 바탕으로 운동 시뮬레이션을 수행하여 운동성능을 비교 분석한다. 가오리 형태의 수중글라이더 소형 축소모델을 제작하고, 제어시스템을 구성하여 기초 성능시험을 수행한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제59권5호
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• pp.306-313
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• 2022

Most submarines use the cross-plane, which is convenient and inexpensive, but the number of submarines equipped with an X-plane is increasing recently. This study focuses on designing the control system of the X-plane submarine with various control methods and analyzing the effect of each controller. First, a maneuvering simulation environment for a subjected submarine is established. The dynamics and the operating range of control surfaces are considered. Second, a depth and heading control system of the submarine, which can be divided into three parts, is designed: guidance, controller, and control allocation. The guidance system generates a smooth desired depth and heading. The controller is designed using Proportional-Integral-Differential (PID), Linear Quadratic Regulator (LQR), and H-infinity (H∞) control methods. A linear control allocation method is used to distribute control moment calculated by the controller to the control surfaces. Finally, the designed control system is applied to a subjected X-plane submarine, and a depth and heading control simulations are performed. Each control method is compared and analyzed under various simulation conditions.

• 소음진동
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• 제8권2호
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• pp.313-323
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• 1998

본 논문에서는 전기장 강도에 따라 댐핑력 조율이 가능한 ER댐퍼를 이용하여 유연구조물의 진동제어를 수행하였다. 아라빅 검 ER유체를 자체 조성한 후 전단 모드하에서의 빙햄모델을 실험적으로 도출하고, 이를 근거로 알맞은 크기의 ER댐퍼를 설계제작하였다. ER댐퍼를 장착한 양단고정형 유연구조물시스템을 구성하고, 제어기 설계를 위한 운동지배 방정식과 경계조건을 도출하였다. 시스템변수중 실제시스템에서 쉽게 발생할 수 있는 고유진동수와 감쇠비를 불확실 변수로 고려하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 정현파와 랜덤가진에 대한 제안된 제어시스템의 우수한 진동제어 효과를 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 입증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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• pp.582-584
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• 2003

본 논문은 수중에서 유동하는 입자의 움직임을 추적하고 유체의 흐름에 따라 분산되는 입자의 분산정도 그리고 입자의 침강패턴을 분석하기 위한 계산형 3차원 시스템을 제안한다. 이러한 계산형 시스템은 물과 같은 공간에서 움직이는 입자들을 고려하고 있는데, 물의 흐름을 위해 운동량방정식과 연속방정식을 일반화하여 흐름을 제어하고 있다. 또한 물이라는 공간 특성을 고려하여, 입자간에 작용하는 부력, 침강력등의 물리적인 힘을 적용시키고 있다. 이렇게 제안된 시스템을 통해 다양한 외부적 요인에 따라 움직임을 달리하는 유동 입자들은 실제 울에서와 같이 유사하게 가시화되도록 한다. 이렇게 가시화된 유동 입자의 움직임을 추적하여 입자들의 침전패턴까지도 미1리 예측해 낼 수 있게 된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.469-476
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• 2008

In this paper, it is shown that an input-output (I/O) feedback linearized controller can be designed rationally by utilizing the time-scale properties of heave and pitch for an underwater vehicle. It is assumed that the dynamics of the vehicle is restricted to the vertical plane. An output-feedback control is designed, which stabilizes steady cruising paths. It is shown that the vehicle dynamics with acceleration as output becomes minimum phase. The dynamics can be transformed into a reduced system through a kind of partial linearization and singular perturbation technique. The reduced system is not only minimum phase but also exactly I/O linearizable via feedback. The I/O dynamic characteristics of the heave and pitch modes can be made linear and decoupled. Furthermore it becomes independent of cruising condition such as vehicle velocity. This study may help for designing autopilot systems for underwater vehicles.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.225-233
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• 2023

본 논문은 해양사고 시 인체 인양정보를 모니터링하는 시스템을 구현한다. 모니터링 시스템은 수중환경 정보를 송신하는 인양기구제어기를 통하여 초음파 통신을 수행하며, 수상에서는 관제센터 또는 모선까지 10 km내 GPS 정보를 제공하기 위해 LoRa 통신을 수행한다. 수중 인양제어기는 공압 센서, 자이로 센서 및 온도센서 정보를 전송한다. 수중조건은 수심 10m 마다 수압 1기압씩 높아지고, 기구의 공기양은 육상에 비해서 1/2씩 줄어드는 환경에서 60 kg 수중 마네킹을 모델을 사용한다. 인양기구 SMB(Surface Marker Buoy)에 38g의 CO2 카트리지 1개를 사용하여 10 sec 이내에 수면 상승 조건을 기반으로 인양기구 출수 시험을 한다. 수중 통신은 수심 40m에서 100m까지 2,400bps 초음파 센서를 이용하여 데이터 전송환경을 구성한다. 모니터링 신호는 수심, 수온, 방향각 등을 수면 위의 구조요원에게 제공함으로써 인양작업자의 안전과 안전한 인체 구조를 목표로 한다.

• 한국측량학회지
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• 제23권4호
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• pp.409-417
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• 2005

본 연구의 목적은 DGPS와 무선통신을 이용하여 저수지, 댐 등의 수심 및 수중지형 정보를 획득할 수 있는 원격 수심측정시스템을 개발하는데 있다. GPS와 에코사운더를 장착한 로봇선은 무선 인터넷을 이용하여 원격으로 제어된다. 로봇선체는 선체, 개별 모듈 및 제어보드로 구성되었으며, 제어국은 위치데이터 처리시스템과 원격제어시스템으로 구성되었다. 통신시스템은 로봇선과 제어국이 정보를 교환할 수 있도록 개발하였으며, RF 모뎀과 무선 인터넷의 2채널 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서 개발된 원격측정 로봇선은 저수지, 댐, 하천 등의 수심 및 하상지형 정보를 경제적으로 정확하게 획득하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권4호
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• pp.435-448
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• 2021

This study describes the depth and straight motion control performance depending on control surface combinations of a supercavitating underwater vehicle. When an underwater vehicle experiences supercavitation, friction resistance can be minimized, thus achieving the effect of super-high-speed driving. Six degrees of freedom modeling of the underwater vehicle are performed and the guidance and control loops are designed with not only a cavitator and an elevator, but also a rudder and a differential elevator to improve the stability of the roll and yaw axis. The control performance based on the combination of control surfaces is analyzed by the root-mean-square error for keeping depth and straight motion.