• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.588-592
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• 2016

선박의 최적 운항 자세를 찾기 위해 자유 수면을 포함한 저항 해석을 수행할 경우 많은 격자를 이용한 비정상 해석으로 인해 계산 시간이 오래 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 개선하여 이중 모형을 이용한 정상 해석을 통해 보다 효율적으로 선박의 최적 운항 자세를 도출하는 방법을 연구하였다. KCS를 대상선으로 선정하여 설계속도(24knots)와 저속(15knots)인 경우에 대하여 평형 상태 및 선수/선미 트림 상태에서 이중 모형 수치해석을 수행하고 기존의 연구결과와 비교하였다. 그 결과 자유수면 유무와 속도에 상관없이 선체 자세에 따른 저항 값은 동일한 경향을 갖는 것을 확인하였다. 하지만 저속일 경우 트림조건에 따른 저항의 변화의 폭에서 차이를 보였으며, 이는 압력저항에 기인한 것이다. 따라서 이중 모형을 이용한 저항 해석은 압력저항의 변동이 큰 경우에는 적용되기 어렵다는 한계점이 있다. 하지만 마찰 저항이 주요한 경우에 적용되어 계산효율을 획기적으로 높일 수 있으며, 정성적인 경향을 제시할 수 있는 타당한 방법이라 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.681-687
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• 2023

최적 운항자세 선정 기술이란 주어진 운항 배수량과 운항 선속에서 최소의 저항을 가지는 즉, 최적의 연료 소비 효율을 가지는 초기 선수흘수와 선미흘수를 제시하는 것이다. 본 논문의 주 목적은 대상선박의 유효동력 데이터를 기반으로 주어진 운항조건에서 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 선정하는 프로그램 개발하는 것이다. 본 프로그램은 인공지능 기법에 의한 파이썬 기반 GUI(Graphical User Interface)로 작성되어 선주가 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 그 과정에 있어 대상 선박 소개, 전산유체역학(CFD)을 통한 유효동력 데이터 수집, 심층학습을 사용한 유효동력 모델 학습 방법 그리고 심층신경망(DNN) 모델을 응용한 최적 운항자세 제시 프로그램을 구체적으로 설명하였다. 선박은 운항 별로 화물을 싣고 내리게 되고, 이에 화물 적재량이 변화되고 배수량이 변경된다. 선주는 배수량 별 예상 선속에 따라 최소저항을 가지는 즉, 최대의 에너지효율을 가지는 최적의 운항자세를 알고자 한다. 개발된 GUI는 해당선박의 태블릿 PC와 앱에 설치하여 최적 운항자세 선정에 활용 가능하다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.114-121
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• 2005

다목적실용위성 2호 영상의 geo-location 정밀도 80 m (CE90) 요구사항을 만족시키기 위하여, 1개의 IRU 와 2개의 star tracker 들로부터 획득되는 데이터를 이용하여 지상에서 후처리 추정 과정을 거쳐 위성의 자세를 결정하는 정밀자세결정 시스템이 개발되었다. 정밀자세결정 시스템의 정밀도를 극대화하기 위해서는 우주 공간의 극심한 열적 환경으로 인해 발생하는 star tracker 정렬 오차를 효율적으로 보정하여야 한다. 정밀한 정렬 오차의 보정을 위해서는 영상 내에 촬영된 지상의 ground control point 데이터를 이용하여야 하는데, 현실적으로 한반도 모든 지역에 대해 ground control point 를 확보할 수 없다. 현재 항공우주연구원이 확보하고 있거나 이후 확보할 예정에 있는 고해상도 영상을 위한 ground control point 들은 대전지역에 국한될 예정이다. 이와 같은 상황에서 정밀자세결정 시스템의 성능을 높이기 위한 최적의 시스템 운용 개념을 본 연구에서 제시하였으며, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 분석하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.186-195
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• 2005

본 논문에서는 우주비행체 자세제어용으로 추력기 시스템이 사용될 경우의 3축 자세제어설계 문제를 다룬다. 블로우다운 방식의 추력기 시스템이 사용되는 경우를 가정한다. 추력기 시스템의 심각한 시간 지연 효과를 제어설계 시에 적절히 고려하기 위한 방안으로 리미트 사이클 분석 결과를 토대로 최적제어설계 문제를 정의한다. 공진화 기법을 적용해서 주어진 요구조건을 만족하는 최적 롤 제어기 및 최적 피치/요 제어기 설계가 가능함을 보인다. 설계된 제어기에 대한 성능 분석은 비선형 시뮬레이션을 통해 이루어지게 된다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

편대비행 위성이 공동의 임무를 수행하기 위해서는 편대를 이루는 위성의 각기 다른 초기 오차와 다양한 외란 환경에서도 자세 동기화를 이룰 수 있는 기법이 필요하다. 이 연구에서는 편대비행위성의 자세 동기화를 위하여 비선형 시스템에 대한 준최적 제어기법인 SDRE(State-Dependent Riccati Equation)에 기반한 추적 제어기가 사용되었다. 반작용 휠이 포함된 위성의 자세 동역학이 SDRE 추적 제어기를 구성하는데 이용된다. 이를 Leader/Follower 편대비행 시스템에 적용하며, 기준 자세를 추적하는 Leader 위성의 자세를 Follower 위성이 추적하여 자세 동기화를 이룰 수 있다. MATLAB과 SIMULINK를 이용한 수치해석적 시뮬레이션으로 추적 제어기의 성능을 검증하였으며, 이에 대한 실시간 HIL(Hardware-In-the-Loop) 시뮬레이션이 수행되었다. 무중력 환경을 모사하는 에어베어링시스템과 세 개의 반작용 휠을 장착한 자세제어 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulator)는 PC104 타입의 임베디드 컴퓨터에서 SIMULINK의 xPC Target을 이용한 실시간 시뮬레이션 환경을 제공하며, 이에 적용되는 SDRE 추적 제어기는 이산화되어 설계되었다. 또한 SDRE 추적 제어기에 대한 안정성을 보장하는 영역이 추정되어 위 추적 제어기가 위성 편대비행에 적합한 자세 동기화 기법임을 보였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.77-81
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• 2007

본 논문은 휴머노이드 로봇의 넘어짐 자세 시 충격량 최소화를 위한 GA 기반의 자세 자동 생성 방법을 제안한다. 관절 공간에서 관절각의 최적 조합으로 충격량을 최소화 할 수 있는 자세의 자동 생성 기법을 구현하였다. 제안된 기법의 검증을 위하여 Sony QRIO 로봇에 대해서 ODE 기반 물리적 특성의 시뮬레이션이 가능한 Webots를 이용하여 실험을 수행하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.274-274
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• 2004

조향성능은 완성된 자동차를 평가하는 아주 중요한 요소이며, 운전자에게 직접적인 영향을 가지는 까닭으로 우선적으로 해결되어야 할 문제이다. 자동차의 조향성능과 관련된 자동차 요소로는 프런트 샤시 모듈이 있으며, 프런트 샤시 모듈의 자세는 구성 요소인 서브프레임의 조립자세에 의하여 결정된다. 서브프레임은 4개의 원통형 지지부로 이루어져 있으며, 차체와의 조립시 지지부에 물리적 접촉이 발생한다. 즉 공간상에서 서브프레임의 자세는 지지부의 조립위치에 의하여 결정이 되며, 서브프레임의 자세를 결정하기 위해서는 지지부에 대한 적절한 해석이 필요하다.(중략)

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.113-122
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• 2002

KSR-III 로켓의 자세제어 시스템 모델링과 최적 벤딩 필터 설계가 이루어졌다. 모델링에는 로켓 강체 동역학, 공력, 슬로싱, 구조적 벤딩, 구동기 동역학, 센서 동역학, 그리고 탑재 컴퓨터 특성이 고려되었다. 시간의 변화에 따른 자세제어 시스템 파라미터들의 변화를 보상하기 위하여 이득 스케쥴링 기법이 사용되었다. 벤딩 모드를 안정화시키기 위한 필터가 매개변수 최적화 방법을 이용하여 설계되었다. 설계된 자세제어 시스템은 주파수 영역에서 요구되는 이득 및 위상 안정성 여유를 가지게 되었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2016년)
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• pp.35-43
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• 2016

본 연구에서는 EDISON의 해석자를 활용하여 선박의 최적 운항 자세 도출과 같은 실용적 문제 해석뿐 만 아니라 자유 수면 및 대칭 경계 조건이 수직한 몰수 익형 주위 유동에 미치는 영향을 분석하는 학술적 연구를 수행하였다. 선박의 자세에 따른 저항 변화를 분석한 결과 0.5m 선수 트림에서 선체 저항이 가장 작은 것으로 나타났으며, 이는 유동 가속에 의한 선수 어깨부의 낮은 압력 및 선미부에서의 압력 회복에 의한 것이다. 반면, 1.0m 선미 트림에서 선체 저항이 가장 큰 것으로 나타났는데, 평형 상태보다 선미부의 압력 회복이 약하기 때문이다. 또한 자유 수면과 대칭 경계 조건이 날개 성능에 미치는 영향을 분석한 결과, 비현실적 대칭경계 조건으로 인해 날개 양력이 13%~16% 크게 나타났으므로 대칭경계조건을 사용할 경우에는 이러한 오차를 감안해야 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.135-136
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• 2022

최근 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)의 개발이 활발히 추진되고 있다. 자율운항선박의 완전한 자동화가 이뤄지기까지 육상센터에서 원격제어(Remote Control)로 선박을 운항하게 된다. 따라서 해기사의 역할을 육상 원격제어자가 수행하게 되며, 원격제어에 요구되는 기술, 교육, 시스템 등 여러 측면으로 이슈가 되고 있다. 아울러, 아직 구체적으로 고려되지 않는 원격제어자의 최적 원격제어 자세에 대한 고려가 필요하다. 제어자세는 업무의 집중도, 사고의 위험성 등에 많은 영향을 줄 수 있다. 그래서 이 연구에서는 현재 일반적으로 항해하는 형태인 서서하는 형태와 앉아서 하는 형태로 구분하여 항해 시 나타나는 해기사의 기술적 행동을 상황인식을 중심으로 고찰하였다. 추후 다양한 기술적 행동 분석 실험을 통해 자세결정을 위한 평가 기법을 제시할 예정이다.