• Ocean Systems Engineering
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• 제7권3호
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• pp.179-193
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• 2017

Dynamic response analysis of offshore triceratops with stiffened buoyant legs under impact and non-impact waves is presented. Triceratops is relatively new-generation complaint platform being explored in the recent past for its suitability in ultra-deep waters. Buoyant legs support the deck through ball joints, which partially isolate the deck by not transferring rotation from legs to the deck. Buoyant legs are interconnected using equally spaced stiffeners, inducing more integral action in dispersing the encountered wave loads. Two typical nonlinear waves under very high sea state are used to simulate impact and non-impact waves. Parameters of JONSWAP spectrum are chosen to produce waves with high vertical and horizontal asymmetries. Impact waves are simulated by steep, front asymmetric waves while non-impact waves are simulated using Stokes nonlinear irregular waves. Based on the numerical analyses presented, it is seen that the platform experiences both steady state (springing) and transient response (ringing) of high amplitudes. Response of the deck shows significant reduction in rotational degrees-of-freedom due to isolation offered by ball joints. Weak-asymmetric waves, resulting in non-impact waves cause steady state response. Beat phenomenon is noticed in almost all degrees-of-freedom but values in sway, roll and yaw are considerably low as angle of incidence is zero degrees. Impact waves cause response in higher frequencies; bursting nature of pitch response is a clear manifestation of the effect of impact waves on buoyant legs. Non-impact waves cause response similar to that of a beating phenomenon in all active degrees-of-freedom, which otherwise would not be present under normal loading. Power spectral density plots show energy content of response for a wide bandwidth of frequencies, indicating an alarming behaviour apart from being highly nonlinear. Heave, being one of the stiff degrees-of-freedom is triggered under non-impact waves, which resulted in tether tension variation under non-impact waves as well. Reduced deck response aids functional requirements of triceratops even under impact and non-impact waves. Stiffened group of buoyant legs enable a monolithic behaviour, enhancing stiffness in vertical plane.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권9호
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• pp.813-821
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• 2000

In this paper, we developed modeling of tension and speed dynamics for a two-drum winder in a three span continuous web transport system which had not been previously. Dynamic modeling of the time-varying nonlinear system was derived by considering the effect of the radii and mass moment of inertia in the unwinder and the two-drum winder through winding up the web. After linearizing it, we designed with a variable-gain a PID controller for tension control and a PI controller for speed. Simulation is carried out with the variation of radii and moment of inertia at high speed for the proposed tension control system with the two-drum winder and the variavle-gain a PID controller. Results show good performance of tension control during the speed change speed at a start-up and stop.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.97-107
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• 2014

본 논문에서는 표준트럭하중을 받는 연약지반에 놓인 롤타입 강재매트의 모델링과 해석을 수행하였다. 롤 타입 강재매트는 접근성이 제한된 동토지역에서 손쉬운 현장운반을 위해 원형으로 접을 수 있는 강재매트를 의미하며, 동토지반의 융해로 형성되는 연약지반을 통과하는 비포장도로의 급속보강을 위해 개발되었다. 해석 모델은 강재매트 연결부의 비선형적 거동특성을 모사할 수 있는 연결요소, 강재매트의 휨강성을 갖는 쉘요소, 지반특성을 고려한 스프링 구속으로 구성된다. 또한 각 해석요소들의 구조적 거동은 각 모델링 단계에서 실험과 해석을 통해 검증되었다. 링크요소가 없는 빔과 쉘 요소해석이 수행되었으며, 본 연구에서 제시된 해석모델의 결과와 비교하였다. 해석결과, 본 연결부를 고려한 쉘 해석모델의 수직 처짐 결과가 다른 모델에 비하여 상당히 큰 것으로 확인되었다. 따라서, 느슨한 모래지반에 놓인 롤 타입 강재매트의 해석모델은 면밀한 변수해석 연구에 근거하여야 함을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.801-804
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 희두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다 또한 외란요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1509-1513
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 회두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행 중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란 요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.190-194
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• 2013

This paper presents experimental results of the attitude control for a two-rotor system with 3-DOF(degree-of-freedom). Two DC motors are equipped at the two ends of a rectangular beam to generate lift force and the relation between motor voltage and lift force is found experimentally. And inertial sensors are mounted at the center of the beam to measure the roll angle and a complementary filter is designed to get the angle during DC motors driving. A controller with nonlinear compensation, integrator and state feedback to achieve asymptotic tracking for a step input and reject input disturbance is designed and experimented.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권3호
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• pp.231-238
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• 2002

In this paper, we present a new approach to autopilot design for skid-to-turn missiles which may have severe aerodynamic cross-couplings and nonlinearities with angle of attack. The model of missile motion is derived in the maneuver plane and, based on that model, pitch, yaw, and roll autopilot are designed. They are composed of a nonlinear term which compensates for the aerodynamic couplings and nonlinearities and a linear controller driven by the measured outputs of missile accelerations and angular rates. Besides the outputs, further information such as Mach number, dynamic pressure, total angle of attack, and bank angle is required. With the proposed autopilot and simple estimators of bank angle and total angle of attack, it is shown by computer simulations that the induced moments and some aerodynamic nonlinearities are properly compensated and that the performance is superior to that of the conventional ones.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1231-1239
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• 2001

This paper presents a new leveling algorithm that estimates the initial horizontal angles composed of roll angle and pitch angle for a moving or stationary vehicle. The system model of the EKF is designed by linearizing the nonlinear Euler angle differential equation. The measurement models are designed for the moving case and for the stationary case, respectively. The simulation results show that the leveling algorithm is ade-quate not only for acquiring the initial horizontal angles of the vehicle in the motion with acceleration and rotation but also for the stationary one.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.699-703
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• 2004

The autopilot system targets decreasing labor, working environment, service safety security and elevation of service efficiency. Ultimate purpose is minimizing number of crew for guarantee economical efficiency of shipping service. Recently, being achieving research about Course Keeping Control, Track Keeping Control, Roll-Rudder Stabilization, Dynamic ship Positioning and Automatic Mooring Control etc. which compensate nonlinear characteristic using optimizing control technique. And application research is progressing using real ship on actual field. Relation of Rudder angle which adjusted by Steering Machine and ship-heading angle are non-linear. And, Load Condition of ship acts as non-linear element that influence to Parameter of ship. Also, because the speed of a current and direction of waves, velocity and quantity of wind etc. that id disturbance act in non-linear form, become factor who make service of shipping painfully. Therefore, service system of shipping requires robust control algorithm that can overcome nonlinearity. In this paper, Using GA algorithm,design autopilot system of ship that could overcome the non-linear factor of ship and disturbance and examined result through simulation.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.37-41
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• 1995

불규칙 해상에서의 선체의 횡동요운동을 해석하기 위하여 통계적 부분선형화 방법을 사용하였다. 선형 1자유도계인 횡동요 운동 모델에 2차의 비선형 감쇠항과 3차 및 5차, 7차, 9차, 11차의 비선형 복원모멘트를 추가하였으며 불규칙 기진모멘트는 가우스 백색잡음으로 가정하였다. 이 해석 결과를 등가선형화 방법으로 구한결과와 비교한 결과 부분선형화 방법이 반드시 더 정확한 결과를 주는 것은 아니란 점을 확인하였다.