최근 항공기, 자동차, 선박을 포함하여 다양한 분야에서 무인시스템에 관한 연구 개발이 이루어지고 있다. 우리나라에서도 IT 기술의 발달과 함께 무인시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있지만 아직 개발 실적은 미미한 수준이다. 이 연구에서는 바지(barge)선형의 초소형자율 무인선박(USV)을 개발하고자 하였다. 자율항법 알고리즘 개발에 GPS센서의 위치 정보를 기반으로 대권항법 계산식을 적용하였으며, 프로그래밍은 NI사의 LabVIEW 8.2를 이용하였다. 조타제어는 펄스진폭변조 방식으로 하였다. 또한, 엔진시스템은 전동모터 및 전자 변속기로 구성하였고, 엔진시스템 냉각방식으로 DC모터펌프를 이용한 해수 직접냉각방식을 채용하였다. 무인선박을 자체 설계 제작하고, 해상실험을 통해 자율운항 알고리즘의 유효성을 검증하였다.
Auto Steering System is the device for course keeping or course altering to ship's steering system. The purpose of automatic steering system is to keep the ship's course stable with the minimum course and rudder angle. Recently, modern control theories are being used widely in analyzing and designing the ship system. Though P.D type auto pilots are widely used in ships, the stability and the adjusting methods are not clarified. In this paper the authors proposed auto steering system with Hybrid Controller. The things that the actual operators of a steering wheel has acquired through their experience can be logically described by the Lingustic Control Rule. The characteristic of the control system were investigated through the computer simulation results. it was found that the Hybrid control was more efficient than the PD control system.
Auto Pilot System is the device for course keeping or course altering to ship's steering system. The purpose of automatic steering system is to keep the ship's course stable with the minimum course and rudder angle. Recently, modem control theories are being used widely in analyzing and designing the ship system. Though P.I.D type auto pilots are widely used in ships, the stability and the adjusting meyhods are not clarified. In this paper the authors proposed auto pilot system with Fuzzy Logic Controller. In the fuzzy control the things that the actual operators of a steering wheel has acquired through their experience can be logically described by the Lingustic Control Rule. The characteristic of the control system were investi gated through the computer simulation results. it was found that the fuzzy logic control was more efficient than the conventional system.
A new steering-type web position control system for cold mills using QFT is presented. The control system features an inner-outer cascaded system in which the inner loop provides the position tracking control of hydraulic system and the outer loop provides the position regulation control of the web. By the sensitivity analysis and computer simulation, it is verified that the proposed control system has better robust stability and performance than the conventional PH) control system.
Generally, the three position solenoid valve has veen used for the hydraulic steering gear on account of it’s low cost, simplicity in device, etc. But, there is some off-set because of dead-zone which exists in on-off valves. In this paper, we proposed a combined controller which was added an integral controller to an only on-off one in hydraulic steering gear control system used low speed three position solenoid valve. Experimental results show that the off-set is removed, and the number of valve switching is reduced considerable. The validity of proposed method comparing with an only on-off control was proved by the response experiments.
Many studies have been done in the field of fuzzy logic theory, but it's application to the ship's steering system is few until this date. This paper is to survey the effect of application of fuzzy logic control by new compositional rule of Inference to the ship's steering system. The controller is made up of a set of Linguistic Control Rules which are conditional linguistic statements connecting the inputs and output, and take the inputs derived from deviation angle and it's angular velocity. The Linguistic Control Rules are implemented on the digital computer to verify the performance of the fuzzy logic controller and simulations have been done in six cases of initial condition and disturbance type. Consequently, it was proved that the ship's steering system by introducing the F.L.C. is performed efficiently and less energy loss system compared with the conventional autopilot.
Auto Steering System is the device for course keeping or course altering to ship's steering system. The Purpose of automatic steering system is to keep the ship's course stable with the minimum course and rudder angle. Recently, modern control theories are being used widely in analyzing and designing the ship system. Though P.D type auto pilots are widely used in ships, the stability and the adjusting methods are not clarified. In this paper the authors proposed auto steering system with Fuzzy Logic Controller. In the fuzzy control the things that the actual operators of a steering wheel has acquired through their experience can be logically described by the Lingustic Control Rule. The characteristic of the control system were investigated through the computer simulation results. it was found that the fuzzy logic control was more efficient than the conventional system.
자동항법장치(Auto-Pilot System)에 의한 방향제어는 방위계측센서에 의해 계측된 위치 정보와 선미조타장치를 바탕으로 이루어진다. 대부분의 제어시스템들은 센서 잡음을 제외하고는 고장이 없는 계측장비와 고장없는 actuator를 가정하여 상태추정 빛 제어알고리듬을 구현하고 있다. 그러나 실제 상황에서는 이러한 가정이 위험한 경우가 많다. 즉, 방위 계측장비가 고장인 난 경우, 이 잘못된 위치 정보에 기초한 제어기능은 심각한 안전상의 문제까지도 야기시킬 수 있는 것이다. 본 연구에서는 개선된 위치정보처리 방법을 포함시킨 제어시스템을 Auto-Pilot 시스템에 적용하여 보았다. 그 방법으로 센서 고장 진단 및 actuator 고장 진단용 BJDF(Beard-Jones Detection Filter)를 설계하여 그 기능을 파악하였고 일반적인 상태변수추정기와의 차이점을 보였다. 특히 센서의 Bias Error의 경우 상태변수 확장기법을 이용하여 actuator 고장진단의 모형으로 모형화 할 수 있음을 보였다. 이로 인하여 센서 고장의 경우 2차원 평면에 국한된 residual이 일정 방향의 residual로 되므로 고장진단이 용이함을 알 수 있었다.
최근 4년 간 발생한 해양사고 통계자료(중앙해양안전심판원, 2018)에 의하면 충돌사고의 대부분이 어선을 포함한 소형선에서 발생하고 있으며 경계소홀, 항행법규 미준수 등의 인적 요인이 충돌사고의 주요 원인이 되고 있다. 이에 따라 사고 예방을 위해 교육, 훈련을 확대 강화하고 있지만 소형선에 대한 사고는 여전히 일어나고 있는 실정이며 인적 요인으로 유발되는 사고를 줄이고자 기술적 방안이 지속적으로 개발되고 있다. 본 연구에서도 상대적으로 고속인 소형선에 송·수신 주기가 빠른 WAVE 통신기술을 적용하여 충돌 회피시스템 구성하므로 인적 요인으로 인해 발생하는 사고를 감소시키고자 하였다. 그에 따라 통신 범위의 적정성 판단하고 회피동작 시간과 범위를 설정하였으며 그 것을 토대로 제어 알고리즘 고안 하였다. 그리고 통신단말기-제어기-조타장치를 구성하고 충돌회피 모의 시뮬레이션을 수행하므로 경보신호 발생 시 회피동작의 정상 구현을 확인하였다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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