• 제목/요약/키워드: 무인 수중운동체

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수중운동체의 조종성능 예측을 위한 수치시뮬레이션에 대한 연구 (A Study on Numerical Simulation for Predicting of Unmanned Undersea Vehicle's Manoeuvrability)

  • 배준영
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.83-85
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    • 2015
  • 본 연구는 수중운동체의 시뮬레이터를 개발하기 위한 기초연구로 수행되어졌다. 미국의 해군수중 무기센터에서 개발중인 Manta형 모양의 무인잠수정을 연구를 위한 기본 모델로 채택하였다[1]. 시뮬레이션은 수중운동체의 조종운동 특성을 고려하여 대각도 운동을 포함하는 6자유도 운동방정식을 사용하였으며, 이때에 사용된 유체력미계수도 대각도와 일반각도를 분류하여 사용하였다[2]. 수치시뮬 레이션은 수평 및 수직 선회 시험, 수평 및 수직 지그재그 시험, 부상운동, 미앤더(meander) 시험을 실시하였다.

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고속 수중운동체 정밀 유도제어를 위한 항법성능 분석 (Performance Analysis of Navigation System for Guidance and Control of High Speed Underwater Vehicle System)

  • 홍성표;한용수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.2227-2232
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    • 2013
  • 유도제어 시스템 체계개발의 초기단계에는 운용 효과도 도출 및 요구사항 적합성 검토를 통한 체계 개략사양도출을 위해 효과도 분석을 수행한다. 본 논문의 목표는 M&S (Modeling & Simulation)를 활용한 운용 효과도 분석을 통해 고속 무인 수중운동체의 목표점 도달 임무를 위한 체계 요구사항 도출이다. 운용 효과도는 대상 수중운동체의 목표점 도달 정확도로 정의한다. 도달 정확도에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 변수는 항법센서 성능이다. 본 논문에서는 관성항법센서(Inertial Navigation Sensor, INS)와 도플러 속도 측정 장치(Doppler Velocity Log, DVL)를 이용한 복합항법을 고려하였다. 몬테카를로 수치 시뮬레이션을 통해 항법센서 성능에 대한 효과도 분석을 수행한다. 몬테카를로 수치 시뮬레이션 결과는 CEP(Circular Error Probability)와 분산을 이용한 확률분석을 통해 분석한다. 상용 항법센서 가격을 고려하여 최적의 가격대 성능비를 갖는 항법센서 성능을 제시한다.

무인 수중운동체의 $H_{\infty}$ 심도 및 방향 제어기 설계 ($H_{\infty}$ Depth and Course Controllers Design for Autonomous Underwater Vehicles)

  • 양승윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권12호
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    • pp.2980-2988
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    • 2000
  • In this paper, H(sub)$\infty$ depth and course controllers of autonomous underwater vehicles using H(sub)$\infty$ servo control are proposed. An H(sub)$\infty$ servo problem is foumulated to design the controllers satisfying a robust tracking property with modeling errors and disturbances. The solution of the H(sub)$\infty$servo problem is as follows; firest, this problem is modified as an H(sub)$\infty$ control problem for the generalized plant that includes a reference input mode, and than a sub-optimal solution that satisfies a given performance criteria is calculated by LMI(Linear Matrix Inequality) approach, The H(sub)$\infty$depth and course controllers are designed to satisfy the robust stability about the modeling error generated from the perturbation of the hydrodynamic coefficients and the robust tracking property under disturbances(was force, wave moment, tide). The performances(the robustness to the uncertainties, depth and course tracking properties) of the designed controlled are evaluated with computer simulations, and finally these simulation results show the usefulness and applicability of the propose H(sub)$\infty$ depth and course control systems.

초공동 수중운동체의 조종면 조합에 따른 심도 및 직진 제어성능 분석 (Performance Analysis on Depth and Straight Motion Control based on Control Surface Combinations for Supercavitating Underwater Vehicle)

  • 유범열;모혜민;김승균;황종현;박정훈;전윤호
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.435-448
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    • 2021
  • This study describes the depth and straight motion control performance depending on control surface combinations of a supercavitating underwater vehicle. When an underwater vehicle experiences supercavitation, friction resistance can be minimized, thus achieving the effect of super-high-speed driving. Six degrees of freedom modeling of the underwater vehicle are performed and the guidance and control loops are designed with not only a cavitator and an elevator, but also a rudder and a differential elevator to improve the stability of the roll and yaw axis. The control performance based on the combination of control surfaces is analyzed by the root-mean-square error for keeping depth and straight motion.

수중운동체의 충돌회피시스템에 대한 연구 (A Design of Collision Avoidance System of an Underwater Vehicle)

  • 손남선;이기표;이상무;여동진
    • 대한조선학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.23-29
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    • 2001
  • 본 연구에서는 수직 수평면 회피를 분리한 수중운동체의 충돌회피시스템을 구성하였다. 가상지시선(Imaginary Reference Line) 개념을 고안하여 기존의 수직면 충돌회피알고리즘을 수평면에 확장, 적용하였으며 회피각 결정에 장애물의 경사각뿐만 아니라 경사 변화율도 고려하여 보다 원활한 회피가 이루어질 수 있도록 하였다. 제어기의 경우 운동방정식의 비선형성을 고려하고 회피시스템의 강인성을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어를 적용하였다. 수중운동체의 임무 수행중 임의의 3차원 장애물에 대한 회피상황을 가정하고 수치모사를 통해 구성된 충돌회피시스템의 성능을 검증하였다. 또한, 충돌회피알고리즘의 구성 인자인 소나 성능변수들과 보정 계수의 변화에 따른 충돌회피시스템의 성능변화를 살펴보았다.

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CPMC의 이미지 추적장치를 이용한 수중운동체의 위치 추적 (A Position Tracking of Underwater Moving Target using Image Tracking System of CPMC)

  • 김영식;전봉환;최종수;김진하;홍석원
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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    • pp.355-358
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    • 2006
  • An underwater mooing target position tracking system using image tracking system of CPMC is developed to use in a test basin. Generally the performance tests of Autonomous Underwater Vehicles(AUVs) are conducted in the sea. Some efforts to perform the test in a test basin are exist, because the real sea tests need much time and manpower. And also the real sea tests are high cost. There is a restriction to acquire the position of AUVs using sonar sensor system in the test tank, because many sound reflecters are exist in a test basin. In this paper a position tracking system for underwater mooing target developed to break though this restriction. A Tank-test is conducted to examine the performance of the position tracking system.

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수심 제한을 고려한 수중 글라이더 경로 최적화 (Trajectory Optimization for Underwater Gliders Considering Depth Constraints)

  • 윤석민;김진환
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.560-565
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    • 2014
  • In this study, the problem of trajectory optimization for underwater gliders considering depth constraints is discussed. Typically, underwater gliders are controlled to dive and climb in a saw-tooth pattern at constant gliding angles. This approach is effective and close to optimal for deep water applications. However, the optimal path deviates from the saw-tooth path in shallow water conditions. This study focuses on finding more efficient gliding paths that can minimize the traverse time in the horizontal plane when the water depth is limited. The trajectory optimization problem is formulated into a minimum time control problem with inequality path constraints and hydrodynamic drag effects. A numerical approach based on the pseudo-spectral method is adopted as a solution approach, and the simulation results are presented.

LMI에 기초한 $H_{\infty}$ 서보제어를 이용한 AUV의 강인한 자동 심도 및 방향제어 (Robust Depth and Course Control of AUV Using LMI-based $H_{\infty}$ Servo Control)

  • 양승윤;김인수;이만형
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.38-46
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    • 2000
  • In this paper, robust depth and course controllers of AUV(autonomous underwater vehicles) using LMI-based H$_{\infty}$ servo control are proposed. The $H_{\infty}$ servo problem is modified to an $H_{\infty}$ control problem for the generalized plant that includes a reference input mode, and then a sub-optimal solution that satisfies a given performance criteria is calculated by LMI(Linear Matrix Inequality) approach. The robust depth and course controllers are designed to be satisfied the robust stability about the modeling error generated from the perturbation of the hydrodynamic coefficients and the robust tracking property under sea wave and tide disturbances. The performances of the designed controllers are evaluated by computer simulations, and these simulation results show the applicability of the proposed robust depth and course controller.

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무인 수중운동체를 위한 지능제어시스템 설계 (An intelligent control system design for autonomous underwater vehicle)

  • 이동익;곽동훈;최중락
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.227-237
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    • 1997
  • Autonomous Underwater Vehicles(AUVs) have become an important tool for various purposes in subsea: inspection, recovery, construction, etc., and the development of autonomous control system is luglay desirable- thete zffe many problems associated with designing the control system for AUV due to unknown underwater envimn-Tnent, the possibility of subsystem failures, and unpredictable changes in the dynamics of the vehicle. In this paper, an autonomous control system based on the intelligent control theory to enhance operation efficiency of the ALTV is presented. The control system has a hierarchical structure which consists of mission planning level, mission control level, navigation level, and execution level. The performance of the control system is investigated by computer simulation. The results show that the proposed control system can be applied successfully to the AUV in spite of the possibility of failures in the vehicle and the collision hazard in the sea environment.

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