Abstract
This paper developed the algorithm for improving the performance the auto pilot in the autonomous vehicle system consisting of the Track keeping control, the Automatic steering, and the Automatic mooring control. The automatic steering is the control device that could save the voyage distance and cost of fuel by reducing the unnecessary burden of driving due to the continuous artificial navigation, and avoiding the route deviation. During the step of the ship autonomic navigation control, since the wind power or the tidal force could make the ship deviate from the fixed course, the automatic steering calculates the difference between actual sailing line and the set course to keep the ship sailing in the vicinity of intended course. first, we could get the transfer function for the modeling of ship according to the Nomoto model. Considering the maneuverability, we propose it as linear model with only 4 degree of freedoms to present the heading angle response to the input of rudder angle. In this paper, the model of ship is derived from the simplified Nomoto model. Since the proposed model considers the maximum angle and rudder rate of the ship auto pilot and also designs the Fuzzy controller based on existing PID controller, the performance of the steering machine is well improved.
본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.
