• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.308-313
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• 2006

포탄의 탄착점은 대포의 형상, 제작공차, 제어시스템 그리고 발사체의 제작공차 등 여러 변수의 함수이다. 본 논문에서는 포탄의 탄두를 본체와 분리, 움직임이 가능한 형태로 부착하여 탄착점의 정확도를 향상시키는 가능성에 대하여 검토하였다. 기존의 포탄이 갖는 6 개의 자유도에 탄두의 3 개의 자유도를 더한 9 자유도의 동역학 식을 유도하였고 시뮬레이션을 통하여 가변탄두를 갖는 발사체가 탄두부분의 피치(pitch)와 요(yaw) 회전운동을 통하여 발사 초기의 불확실성을 흡수할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.681-689
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• 2012

본 연구에서는 병렬 연결된 해상 크레인을 이용하여 5,000ton 이상의 기가 블록급 대형 중량물을 인양할 때 해상 크레인과 대형 중량물 사이에 연결된 와이어 로프에 작용하는 장력을 계산하기 위해 다물체계 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 위해, 해상 크레인, 바지선, 대형 중량물은 각각 6 자유도 운동을 하고, 이들 사이에는 서로간의 구속에 의한 연성을 가지도록 모델링 하였다. 또한 해상 크레인 및 바지선에 작용하는 외력으로 유체 정역학 힘과 유체 동역학 힘을 고려하였고, 각각의 물체에 독립적으로 작용한다고 가정하였다. 본 시뮬레이션 결과, 향후 해상크레인을 병렬 연결하여 대형 중량물을 인양하는 공법의 안정성을 확인하고 공학적인 지침을 마련할 수 있는 근간이 될 수 있으리라 예상한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.215-222
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• 2014

본 논문은 패러포일 투하 시스템을 설계하고 분석하는데 있다. 패러포일 시스템의 6-자유도(6-DOF) 모델을 새우고, 비선형 모델 예측 제어와 PID 제어 방법이 펄럭 편 요각을 제어하기 위해 각각 적용되었다. 펄럭 편 요각의 오버슈트 시간 및 세팅 시간의 결과를 비교하면서 PID제어 방법을 사용하는 것으로부터 펄럭 편 요각이 좀 더 안정화 되는 것을 확인하였다. 그런 다음 MATLAB에 의해 수행된 궤적 추종 효과의 시뮬레이션 결과에 의해 궤적 추종 제어기가 설계되었다. 패러포일 궤적의 측 방향 오차가 그것의 측 방향 편차 제어 방법에 의해 제거 될 수 있었다. 참고로 측 방향 편차는 현재 경로계획의 보간법에 의해 얻어졌다. 그리고 설계된 궤적을 사용하면서, 풍 외란을 추가하는 것으로부터 궤적 추종 시스템이 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과는 풍외란이 PID로 제어되는 펄럭 편 요각 변화에 의해 제거됨으로써 설계된 궤적에 아주 만족하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.688-691
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• 2010

본 논문에서는 이전에 개발된 만타형 무인 잠수정의 수학적 모델을 기초로 하여 모델 불확실성과 외란이 존재하는 경우에 강인한 제어 성능을 나타낼 수 있는 강인 제어기를 설계하였다. 제어기 설계는 수심 제어와 방향 제어로 분리하여 수행하였고, 이를 위하여 6자유도의 수학적 운동 방정식을 수심 및 방향 제어를 위한 운동 방정식으로 각각 표현하였다. 운동 방정식에 나타나는 유체력 계수에 불확실성이 존재하고 운항 중 발생하는 조류등을 외란이 존재하는 것으로 생각하고 강인 제어기를 설계하였다. 강인 제어기의 전체적인 구조는 백스테핑 방법을 사용하였고, 모델 불확실성과 조류를 외란으로 가정하여 외란의 영향을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 $L_2$-gain 분석 개념을 이용하였다. 시뮬레이션은 제어기 설계에 사용된 유체력 계수에 실제값과 차이를 주었고, 조류의 모델을 포함시켜 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 모델 불확실성과 외란의 존재하는 경우에도 제어 성능에 큰 변화가 나타나지 않는 것을 보여 주었다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.214-214
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• 2012

본 논문 만타형 무인잠수정을 이용한 실해역 자율주행 성능시험에 관한 내용을 다룬다. 만타형의 개발을 위해서 6자유도 운동방정식에 대한 시뮬레이션을 실시하였으며, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 만타형 무인잠수정을 개발하여 실해역에서 성능시험을 실시하였다. 실해역 자율주행 시험은 가시선 방법(LOS, Line of Sight)방법을 이용하였으며, 제어에는 PD 제어기를 사용하였다. 목표반경을 10m로 하였을 때, 설정된 좌표로 이동하는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.1-10
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• 2006

비정상 공기역학적 해석코드와 동역학적 해석 프로그램이 연계된 코드를 이용하여 단분리 시스템의 유동해석과 함께 분리과정의 거동을 해석하였다. 본 연구는 일단 추진 모터를 가진 장거리 미사일 단분리과정 만을 연구대상으로 하였다. 연구의 목적은 이러한 단분리 시스템의 안전성과 신뢰도를 검증하기 위해 단분리 과정에 대한 비정상 동역학 시뮬레이션을 수행하였다. 특히 비행 중 받음각 요란에 의한 자유흐름 조건의 변화에 대해서도 시뮬레이션을 수행하여, 받음각 요란이 단분리의 안정성과 신뢰도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 해석코드는 병렬화 된 중첩 정열격자계를 사용하여 비정상 초음속 오일러 코드로 공기역학적 해석을 한 후, 이 결과를 6자유도를 갖는 운동방정식의 입력 데이터로 하여 동역학적 시물레이션을 수행하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2013

본 논문에서는 조종이 미숙한 일반인을 위한 모의운전장치로서 보트 운항능력 확보를 위한 레저보트 시뮬레이터 개념설계에 관한 연구를 수행하였다. 레저보트 조종시뮬레이터 요구조건을 도출하기 위하여 국내 외 해양레저산업의 현황을 분석하고 레저보트와 관련된 사고유형과 국내 해양레저관련 제도와 법규에 대하여 분석하였다. 레저보트 보유현황을 기반으로 20 ft 및 40 ft급 파워보트를 개발대상 선박으로 선정하였으며, 실제 레저보트의 운항환경과 동일한 환경을 구현하여 훈련의 집중도와 현실감을 최대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 특히, 레저보트의 운항특성 및 운동특성을 보다 정확히 구현하기 위하여 선박의 형상특성과 해상상태가 반영된 파워보트의 6자유도 운동 수학모형을 개발하여서, 파도 바람 조류 등 외란 중 운동을 재현하는 조종자용 6자유도 모션플랫폼을 적용하여 훈련의 현실감을 극대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 조종면허, 조종숙련도 향상을 위하여 국내 조종면허제도와 수상레저안전법, 해상교통안전법 등을 분석하여 교육 시나리오를 설계하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.10-17
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• 2016

When a planing hull straightly runs and turns, its floating position and pitch angle are changed depending on its speed, and large transient motion happens. In this paper, six degrees of freedom(6 DOF) equations of motion, which could simulate the motion of a planing hull, are established. Static and dynamic forces in vertical plane are modeled using pre-calculated displacements and metacentric heights depending on various draft, lift under bottom, and vertical damping coefficients which are used to tune the final motion. Hydrodynamic coefficients in horizontal plane at various equilibrium state are calculated by using Lewandowski's empirical formula and the speed-dependent equilibrium state are calculated beforehand by Savitsky's formula. The speed effects are considered by curve-fitting the coefficients at various speed to the polynomials. Accelerating, decelerating and backing, turning, and zig-zag are simulated and compared with the sea trial results, and it is confirmed that the speed reduction, roll, and pitch during such maneuvers of sea trial and simulation are well consistent.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권4호
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• pp.815-819
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• 2018

본 논문에서는 Foot Placement Estimator (FPE)를 사용하여 point foot을 갖는 이족 로봇의 3차원 시뮬레이션을 진행하고 이족로봇의 균형유지를 연구하였다. FPE 방법은 에너지 보존에 근거한 제어 방법으로서 보행 중인 로봇의 모든 에너지가 위치 에너지로 변환되는 지점에 로봇이 발을 디뎌 몸체가 넘어지지 않고 균형을 유지하며 이동하도록 하는 제어방법이다. 본 연구에서는 로봇이 이동하지는 않고 제자리에서 균형을 유지하며 서 있는 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 위해 point foot을 갖는 6자유도 이족 로봇을 모델링하였으며 바닥과의 접촉 및 마찰 환경을 구현하였다. 로봇의 무게는 1kg이며 지면과 무게 중심점과의 거리는 1m로, 무게중심점은 로봇 몸체의 정 중앙에 위치하도록 설계하였다. 다음으로 로봇 몸체의 각속도와 직선속도 그리고 무게 중심점의 높이로 부터 FPE 지점을 계산하고 로봇이 해당 지점을 디뎌 균형을 유지하게 끔 하였다. 몸체의 초기 각도를 $5^{\circ}$, $-5^{\circ}$로 변화시키며 시뮬레이션 한 결과, 모든 초기 조건에서 로봇이 쓰러지지 않고 자세의 균형을 유지하며 서 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2010

본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.