• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1998년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.64-74
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• 1998

본 연구에서는 선박 자동조타시스템의 비선형 요소가 추진 에너지 손실량에 미치는 영향을 정량적으로 평가, 해석하였다. 대양을 자동조타로써 보침 항해중인 선박의 자동조타시스템은 크게 선형 및 비선형요소로 나눌 수있는데, 각 요소들중, 특히 시스템 내부에 인위적으로 또는 불가피하게 설치되어 있는 비선형요소들의 영향은 매우 크다. 본 연구에서는 오토파일럿의 비선형 제어 상수가 전체 시스템의 안정성 또는 추진 에너지 손실의 증감에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 수치계산에 이용한 선박은 소형 어선 1척과 대형 광석운반석 1척이며 평균, 풍속 10m/sec 의 대표적 해상상태의 풍·파랑 외란 조건하에서 추지 에너지 손실의 지표인 성능평가지수를 계산하였다. 그리고 수치계산 결과에 대해서도 논하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.102-108
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• 2010

본 연구에서는 설계사양과 경제성을 고려한 퍼지형 자동조타기를 설계하기 위한 이전 단계로 Bech와 Wagner Smith의 Nomoto 2차 비선형 확장모델을 퍼지모델로 구현하는 것을 다룬다. 우선 퍼지형 자동조타기를 얻기 위해 선박의 동적 특성을 효과적으로 표현 가능한 T-S 퍼지모델을 얻는다. T-S 퍼지모델은 선박의 회두각속도를 설계변수로 간주하고 이것의 변화에 따라 다수개의 지역 선형모델(서브시스템)을 구한 후, "IF-THEN" 퍼지규칙으로 결합한 것이다. 이때 선형모델의 파라미터와 퍼지모델의 소속함수는 선박의 동적인 특성과 일치하도록 입 출력 데이터와 실수코딩 유전알고리즘이 결합된 모델 조정기법을 이용하여 최적으로 추정한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.40-45
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• 1998

불규칙파중의 선박의 운동을 해석하는 방법으로 주파수 영역해석법과 시영역해석법이 있다. 주파수영역해석법은 스펙트럴해석기법에 의해 불규칙파중 선박의 운동특성을 구하는 방법이고, 시영역해석법은 불규칙파를 생성하여 이 파를 실제의 입력으로 하여 선박의 운동을 직접 계산하는 방법이다. 보통 취급이 간편한 주파수 영역해석법이 선박의 자동조타 시스템 평가에 자주 사용되고 있으나, 본 연구에서는 주파수 영역해석법과 시영역해석법에 의한 불규칙파중의 선박의 보침운동 및 자동조타 시스템 평가를 수행하고 두 방법을 비교 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2007년도 추계학술대회 및 제23회 정기총회
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• pp.63-64
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• 2007

대양 항행하는 거의 모든 선박에서 항해사를 도와 선박의 회두각 유지 및 변침을 목적으로 사용되는 일반적인 오토파일럿 시스템용 대부분 PID형 제어기가 장착되어 있다. 오토파일럿 시스템의 제어상수는 운항 경제성 관점에서 선박의 추진 에너지 손실량(연료소비량)으로써 평가해야 한다. 본 논문에서는 선박 자동 조타 시스템의 정량적인 평가함수를 바탕으로 추진 에너지 손실량이 최소가 되도록 오토파일럿의 제어상수를 구하고자 한다. 이 때 제약조건, 즉 설계사양을 고려한 RCGA를 이용하여 제어상수를 탐색하고, 제안한 방법을 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 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.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.27-37
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• 1995

본 연구에서는 대양을 항행하는 선박의 자동조타 시스템의 정량적 평가, 해석을 위해서 추진 에너지 손실의 관점에서 성능평가지수를 도출하였다. 그 결과 성능평가지수는 침로편차, 타각, 회두각속도의 제곱평균치로써 구성됨을 밝혔고, 아울러 각 제곱평균치의 계수는 선박의 유체역학적 특성에 의해서 결정됨을 알 수 있었다. 또한 성능평가지수는 자동조타 시스템에 불규칙 외란이 입력으로 작용하였을 때, 주파수 응답법과 시뮬레이션 기법에 의해서 정도 높게 계산될 수 있음을 밝혔다. 대표적 해상 상태에서 광석운반선과 소형 어선에 대한 시계산 결과, 주파수 응답법은 작은 외란하에서 시스템이 선형인 경우에는 유용하지만, 비교적 큰 외란하에서 또는 시스템 내부에 비선형 요소가 있는 경우에는 시뮬레이션 기법이 보다 정확하고 유용함을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권5호
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• pp.791-797
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• 2008

The officer of the deck(OOD) may sometimes have to carry out lookout as well as handling of auto pilot without a quartermaster at sea. The purpose of this paper is to develop the ship's auto pilot control module using speech recognition in order to reduce the potential risk of one man bridge system. The feature parameters predicting the OOD's intention was extracted from the sample wheel orders written in SMCP(IMO Standard Marine Communication Phrases). We designed a pre-recognition procedure which could make some candidate words using DTW(Dynamic Time Warping) algorithm, a post-recognition procedure which made a final decision from the candidate words using the feature parameters. To evaluate the effectiveness of these procedures the experiment was conducted with 500 wheel orders.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.56-63
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• 1997

본 논문에서는 신경망을 이용한 자동조타장치의 개발에 관한 연구결과를 소개한다. 본 연구에서는 먼저 신경망이론에 사용되는 대표적인 방법인 Back-Propagation 알고리즘의 원리를 설명하고 이를 이용하여 선박의 조종모델을 신경망으로 재구성하는 방법을 제시하였다. 신경망이론을 사용하여 선박운동모델을 System Identification 하는 경우의 문제점을 간단한 조종모델을 이용하여 수치적으로 검증하고 보다 복잡한 모델로 적용하는 경우에 대한 토의를 하였다. 본 논문에서 개발된 신경망이론들은 비선형성을 내포하고 있는 선박운동을 재구성하는데 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.19-26
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• 1997

본 논문에서는 신경망을 이용한 선박자동조타장치의 개발에 관한 연구결과를 소개한다. 앞의 논문에서 소개된 Back-Propagation 알고리즘을 이용하여 선박의 자동운항을 위한 자동제어방법을 개발하였으며 그 결과 기준모델추구신경망제어기와 순간최적제어기를 설계하였다. 기준모델추구신경망제어기는 선수각과 선수각속도가 주어진 기준모델을 추구하도록 타각을 제어하도록 하였으며, 순간최적제어기는 현 상태에서 다음상태로의 천이를 최적화하도록 하였다. 신경망에 근거한 이들 제어기법을 간단한 선박조종수치모델에 적용한 결과 그 효용성을 확인할 수 있었다.