• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 해양환경안전학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.149-166
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• 2001

작은 메타센터높이를 가진 선박이나 고속선 등의 조종성능은 횡동요(roll) 운동이 미치는 영 향에 대해서 고려되어야 할 것이다. 이러한 조종성능의 추정은 surge-sway-yaw 조종운동 방정식에 횡동요 운동을 추가함으로써 가능하게 된다. 본 연구에서는 선박의 4-자유도 운동에 대한 조종성능 추정기법에 대해서 논하였다. 구체적으로 surge-sway-yaw 조종운동방정식에 추가되는 roll 운동항에 대한 새로운 모델을 제안하였으며, 다른 추정결과값과 비교 ·검토하였다. 그 결과, 새로운 모델을 운동방정식에 추가함으로써 만족스러운 조종성능을 추정할 수 있었다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• 제31권4호
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• pp.82-98
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• 1994

A mathematical model for the hydrodynamic forces acting on the ship manoeuvring in waves is formulated and a numerical method for the problem is developed. The motion of a ship, which manoeuvres in waves, may be thought to have two components; one is a high frequency component due to encounter waves, and the other is a low frequency component due to manoeuvring motion. So the method of two time scale expansion is used to divide linear boundary value problem. For the effects of waves on the manoeuvring motion of a ship, only the second order drift forces are considered. The integral equation for the velocity potential is solved by 3 dimensional panel method and hydrodynamic forces are calculated by direct integral method.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2001년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.169-172
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• 2001

최근 들어 두드러지고 있는 선박 업계의 승조원 승선 기피현상에 따른 항해인력 부족현상을 해결하기 위해 선박의 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 전개되고 있다. 선박운항의 지능화를 이루기 위한 핵심적인 요소는 지능형 자율운항시스템이다. 지능형 자율운항시스템은 선박운항에 있어 항해 계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다 지능형 자율운항시스템은 실제 선박에 장착하여 성능을 검정되어야 하나, 시간과 경제적 측면의 현실적 문제로 인하여 시뮬레이터를 이용하여 테스트되는 추세이다. 년 연구에서는 지능형 자율운항시스템을 테스트하기 위한 선박조종시뮬레이터를 개발하였다. 선박조종시뮬레이터는 선박의 물리적 요소값 및 초기 상태에 대한 입력 값으로 초기화 한 후, 매 순간 자율운항 시스템의 출력 값인 조타 및 추진 제어치를 시간에 기초하여 입력 받는다 선박의 다음 상태는 선박 운동방정식을 모방하여 산출하고, 그 결과를 센서 값으로 변화하여 지능형 자율운항 시스템에 다시 제공한다. 본 연구의 선박조종시뮬레이터에서는 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방하기 위해서 선박 운동방정식을 이용한다.

• Journal of Navigation and Port Research
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• 제27권5호
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• pp.451-458
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• 2003

A ship with small metacentric height or high speed vessel performs relatively large roll angles in her manoeuvring motion. Roll coupling effect should be taken into consideration for accurate prediction of manoeuvring motion of such a ship. This paper proposes a new mathematical model of ship manoeuvring motion taking coupling effect of roll into consideration. Some kinds of manoeuvring motion are simulated by computer, based upon the proposed model. The simualted results by proposed model here are compared with those by existing model. The proposed model is found to be practical and useful for prediction of manoeuvring motion with roll effect.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 한국항해항만학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.23-25
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• 2011

선박이 다른 선박을 회피하거나 항로를 변경하기 위하여 변침을 하는 경우에, 바람과 조류가 선박의 조종운동에 영향을 줄 수 있다. 이러한 영향을 반영하여 변침 계획을 세울 수 있다면, 보다 높은 안전성과 효율성을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 바람과 조류가 선박의 변침에 미치는 영향을 연구하였다. 먼저 바람과 조류의 영향을 고려하여 조종운동방정식을 구성하였으며, 이를 시뮬레이션 하였다. 이후에 변침에 필요한 명령타각의 결정을 위하여 Fuzzy 제어를 적용하였으며, 바람과 조류에 크기에 따라 선박의 제어에 미치는 영향을 분석하였다. 마지막으로 바람과 조류의 영향이 선박의 변침 궤적 및 선박의 속도 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• 제6권1호
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• pp.11-18
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• 1992

비선형성 및 측정할 수 없는 외란에 영향을 받은 무인잠수정의 깊이 조종을 위한 슬라이딩 모우드 조종기를 설계하였다. 먼저, 성형화 된 운동방정식을 기초로 하여 슬라이딩 표면계수를 수치행석으로 최적화 시켰으며, 이 설계된 슬라이딩 표면을 비선형 운동방정식에 적용하여, 그 특성을 고찰하었다. 마지막으로, 용이하게 설계된 슬라이딩 모우드 조종기를 비선형성과 외란을 갖는 NPS(Naval postgraduate School) 형태의 무인잠수정에 적용하여 얻어진 실험치의 동적 특성을 통해 슬라이딩 모우드의 강인성을 확인하였다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• 제35권2호
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• pp.20-28
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• 1998

To accurately predict the motion of a submergible, the nonlinear structure of dynamic model should be selected and corresponding parameters should be estimated using model test. Providing the model structure, only the values of parameters are unknown and the estimation can thus be formulated as a standard least square problem. Unfortunately, the nonlinear model structure of submersibles is rarely known a prior and method of model structure determination from measurement data of model test should be developed and included as a vital part of the estimation procedure. In this study, the well-known linear least square algorithm for the analysis of model tests and a way to measure the goodness are reviewed, and the identification algorithm based on an orthogonal decomposition method of Gram-Schmidt is extended to combine structure selection and maneuvering coefficients estimation in a very simple and efficient manner. Finally, the efficiency of this algorithm is verified by using simulation and applying to the analysis of model test of a submerged body. As a result, it was verified that this combined method might be very erective in selecting the structure of dynamic model estimating the maneuvering coefficients from measurement fiat of model test.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

An electro-mechanical actuator (EMA) is an actuator that combines an electric motor with a mechanical power transmission elements, and it is suitable for urban air mobility (UAM) in terms of design freedom and maintenance. In this paper, the author presents the research results of the EMA that controls the rotor blade pitch angle of UAM. The actuator is based on an inverted roller screw and controls the blade pitch angle through a two-bar linkage. The dynamic equations for the actuator alone and the blade pitching motion with actuator were derived. For the latter, the equivalent moment of inertia is variable depending on the link angle due to the two-bar linkage. The variations of the equivalent moments of inertia are analyzed and compared in terms of the nut motion and the blade pitch motion. For an example model, the variation of the equivalent moment of inertia of the former is smaller than the latter, so it is judged that the dynamic equations derived from the point of view of the nut motion is suitable for the controller design.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• 제35권2호
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• pp.29-37
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• 1998

Linear equations of motion for submersibles are one of the rest important design parameters, which are used as a governing equation for the shape design and the controller design. But, the estimated maneuvering coefficients in equations of motion by using empirical formulae, theoretical calculations or model tests might have some errors. Therefore the maneuvering coefficients should be verified from sea trial test. In this study, parallel extended Kalman filter method, Nelder & Mead Simplex method and genetic algorithm were applied to the parameter identification of roll maneuvering coefficients based on sea trial data. As a result, it was verified that Nelder & Mead Simplex method gave the most satisfactory results for the mathmatical models and the sea trial data used in this study.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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• pp.537-540
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• 1987

항공기가 평형상태로 비행하는 도중 돌풍과 같은 외부교란을 만난 교란상태운동은 선형화된 미분방정식으로 표현되며 비교적 짧은 비행시간동안의 비행은 선형시 불변계가 된다. 돌풍은 Gauss-Markov확률과정으로 모델링 되며, 항공기가 돌풍을 만난 교란상태운동은 시스템론적으로 보면 백색잡음이 성형필터를 거쳐 계에 입력되는 것과 같다. 초기의 설계방법은 고전적인 주파수영역에서의 해석방법을 사용하였으나 1960년대에 최적제어이론이 도입되면서 평가함수를 사용하여 원하는 비행특성을 얻는 방법을 사용하게 되었다. 그 후 계에 입력되는 외란과 측정시의 잡음으로 인한 불확실한 측정량으로부터 최적상태변수의 추정을 위해 필터링이론을 도입한 확률제어이론을 적용하여 자동조종장치를 설계하게 되었다. 이때까지는 연속제어계로 설계되었으며 그 후 측정신호를 샘플링하여 연속제어계와 등가의 이산제어계를 사용한 자동조종장치가 등장하였으며 이 경우 설계기법으로는 연속제어계를 사용하고 실현시킬 때는 디지털컴퓨터를 사용하였다. 이는 제어하는 동안 계의 계수와 제어법칙을 바꾸어 줄 수 있는 이산제어계의 장점을 이용하지 못하므로 처음부터 계를 등가의 이산계로 보고 제어계를 설계하는 방법이 도입되었다. 이 때 샘플링간격의 결정과 Quantization 영향이 설계시 고려되어야 한다.