• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.61-71
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• 1999

본 연구에서는 조수간만의 차가 큰 항만에 적합한 새로운 하역 시스템을 제안하였다. 새로운 하역 시스템은 기존의 갑문 이용 방식 대신에 일종의 유압 엘리베이터를 사용함으로써 조수간만의 차에 따라 변하는 선박의 높이로 실시간 제어하여 선적 흑은 하역을 하는 방식이다. 한번에 대량의 컨테이너를 처리하기 위해 컨테이너 팔레트 운송타를 도입함으로써 기존 시스템에 비해 시간당 처리능력을 높일 수 있고, 선적 및 하역의 전 과정을 자동화함으로써 작업 효율을 극대화할 수 있도록 하였다. 새로운 하역 시스템의 개념 입증을 위해 소형 하역 시스템 모델을 설계 제작하였다. 제작된 모델은 컨테이너 팔레트 운송차, 플랫폼과 리프트 칼럼의 복합 구조물, 그리고 전용 운반선으로 구성된다. ER(electro-rheological) 밸브-실린더에 의해 구동되는 플랫폼은 조수간만의 차와 과도에 의해 변하는 선박의 높이를 능동적으로 추적 제어하게 된다. 동적 모델성을 통해 플랫폼의 운동 지배 방정식을 도출하였고, 파도 가진으로 인한 선박의 거동 및 조수간만의 차를 모델링하였다. 선적 및 하역의 자동화와 플랫폼의 정확한 위치 제어를 위해 시퀀스 제어기와 PID(proportional-integral-derivative) 위치 제어기가 연계된 제어 시스템을 구성하였다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 하역 시스템의 유용성을 입증하였다.

• 한국항해학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-47
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• 1978

본 논문은 선박의 계산기제어문제의 일환으로서 일정한 속력으로 계로를 따라 항해하는 선박을 대상으로 조타계를 계산하는 문제를 취급한다. 설계의 지침으로써는 선박이 대양을 항해함에 있어서 예상되는 외란으로 인하여 증가되는 항로 및 외란의 영향을 제거하기 위해 취하는 조타운동으로 인한 속력의 손실을 항로의 연장 또는 항해시간의 연장이라는 고나점에서 2차형식의 평가함수를 선정하고, 이 평가함수를 최소로하는 의미에서 최적조타계를 설계한다. 실제로 최적조타계를 실현하기 위해서 적합관측기를 도입하였으며, 계산기의 시뮤레이션에 의해 본논문에서 제안한 최적조타계의 유효성을 입증하였다. 실선실험에 의해 조타운동과 속력감소의 관계를 확인하였으며, 위치오차로 인해 야기되는 문제점에 대해서도 약간의 고찰을 행하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.166-167
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• 2022

자율운항선박의 개발 및 운용에 대한 논의가 최근 조선해운업계에서 활발하게 이루어 지구 있다. IMO 해사안전위원회 98차회의에서는 자율운항선박을 '다양한 자동화 수준에서 인간의 간섭 없이 독립적으로 운용될 수 있는 선박'으로 정의하였으며, 자율운항 규정 검토작업을 수행하기 위한 임시 정의에 덧붙여서 이러한 자율화등급을 4개로 구분하였다. 하지만 현재 자율화 등급과 관련하여 단순히 인적 요소의 유무로만 구분하기에는 범위가 너무 넓어 재정립이 필요하다는 요구가 있다. 자율운항선박에서의 자율화 등급은 선박의 설계, 구조, 운항등과 밀접하게 관련되는 매우 중요한 요소이기에 본 논문에서는 선박의 등급 화를 나누는 기준 중 동적위치제어시스템을 탑재한 선박들의 등급 기준을 검토하여, 인적 요소 외 다른 요소의 기준이 적용될 수 있는지의 여부에 대해 알아보고자 한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.8-14
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• 2002

해난사고에 있어 어선의 사고율은 높은 비율을 차지한다. 특히, 소형어선의 사고율이 가장 높아, 이러한 사고를 예방할 수 있는 기술들이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 충돌회피를 위한 자동제어를 두 가지 과정으로 구성하고 있다. 하나는 퍼지추론을 이용한 위험도의 추론이며 나머지는 첫 번째 과정에서 계산된 위험도를 토대로 선박을 조종하는 과정이다. 위험도를 평가하기 위해서 선박의 위치와 충돌예상시점에 의한 정보(DCPA and TCPA)를 이용하였다. 이 방법의 실효성을 검증하기 위해 어선의 충돌회피운동을 MMG 수학모델에 의해 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과는 선박의 충돌회피에 유효함을 알아다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.309-315
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• 2012

선박이나 해양구조물의 해양에서의 위치를 고정하고자 할 경우에 적용되는 자동 윈치 제어 시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 윈치제어목적을 위하여 제어유닛의 설계하고 개발하였다. 개발된 결과는 한강 인공섬에 적용하여 개발내용의 유용성을 보여주었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.2189-2196
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• 2015

환경오염 및 유류비가 증가함에 따라 선박 에너지 절감 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PCS(Pump Control System)는 선박냉각시스템에서 해수펌프 회전속도, 청수펌프 회전속도 및 3-Way V/V 위치 제어를 통해 에너지를 절감하는 펌프제어시스템이다. 본 논문에서는 PCS의 신뢰성 확보를 위해 실 선박의 냉각시스템과 유사한 환경을 갖춘 PCS 시뮬레이터를 개발하였다. 또한 PCS 시뮬레이터를 위한 컴퓨터 기반의 제어 시스템 및 데이터 저장시스템을 개발하였다. 제어 및 데이터 저장시스템 개발에는 National Instrument 사의 cDAQ 및 LabVIEW를 사용하였다. 최종적으로 저장된 데이터를 분석하여 시뮬레이터의 동작을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.129-137
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• 2016

본 연구의 목적은 가까운 미래의 선박운동정보를 이용하는 피드포워드 제어알고리즘과 FPSO 운동 수치 시뮬레이션 모델을 개발하고 시뮬레이션을 통하여 제어알고리즘의 성능을 검증하는 것이다. 본 논문에서는 조류, 바람, 파력 등의 환경하중에 의하여 발생한 선체운동의 미래 예측치를 활용한 피드포워드 제어력을 추가적으로 가지는 Dynamic Positioning System에 대하여 연구한다. 먼저, 조류력, 풍력 및 파력에 대한 수학모델을 선정하여 환경하중에서의 선체운동을 계산하고, 현재의 선체운동 값과 Brown 지수평활 예측모형을 활용하여 미래 선체운동 값을 예측하였다. 또한 위치 유지와 Heading angle 제어를 위한 제어력을 PID(Proportional-Integral-Derivative)이론을 이용하여 결정한 피드백 제어기와 미래 선체운동 값을 이용하여 결정한 피드포워드 제어기로 구성하였다. 그리고 각 Thruster에 요구되는 추력은 라그랑지승수법을 활용하여 분배하였다. 마지막으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)의 운동과 Dynamic Positioning System에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하여 선박의 위치 및 Heading angle 제어에 관한 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 피드백 제어기와 피드포워드 제어기를 동시에 가지는 제어시스템의 성능을 평가하였다. 본 연구의 결과, 피드백 및 피드 포워드 제어기가 적용된 DPS 제어시스템이 기존의 피드백 제어기보다 위치유지 및 헤딩각 유지 능력에서 개선되었고 각 Thruster에 요구되는 평균 제어력 및 최대 제어력의 크기도 감소함을 보였다. 이에 따라 DPS에 요구되는 동력 감축과 Azimuth Thruster 용량의 감소로 인하여 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.33-43
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• 2001

드릴쉽과 셔틀탱커등 특수선의 건조가 활발해지면서 정해진 위치에서 장시간 작업해야 할 목적으로 동적 자기위치 유지시스템(Dynamic Positioning System)을 장착하는 선박이 늘어나고 있다. 본 논문에서는 DP 시스템의 구성 요소를 소개하고, 수조에서 실험한 결과를 바탕으로 제어이론과 필터이론에 따른 DP성능을 비교하였다. 실험에 사용한 선박은 10만톤급 드릴쉽으로 모델의 길이가 4m이며, 방향이 고정된 3개의 추진기를 사용하였다. 실험 내용은 명령에 따라 주어진 궤적을 이동하는 능력과 파도가 있는 외란조건에서 원하는 선수각을 유지할 수 있는지를 살펴보았다. 추진력을 구하기 위하여 PID 이론을 적용하였고, 제어게인의 변화에 따른 제어특성을 살펴보았다. 선형운동성분과 계측잡음을 제거하기 위하여 칼만 필터와 디지털 필터를 적용하였고, 각각의 필터성능을 비교 검토하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.637-642
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• 2013

본 연구는 피예인선의 거동을 결정짓는 예인선의 힘과 작용지점의 해석에 대해 언급하고 있다. 예인대상선박의 간략화된 동역학방정식을 바탕으로 선형화기법을 적용하여 목적으로 하는 피예인선의 자세와 위치를 달성하기 위한 예인력과 예인력이 가해져야 하는 지점을 도출하였다. 이를 위해 LQR제어기법을 적용하였으며, 수치적인 시뮬레이션을 수행하였다. 리카치방정식을 이용하여 피예인선의 자세제어를 위한 제어기 이득과 자세제어에 필요한 무게중심에서의 힘을 도출하였고, 도출한 힘과 예인지점의 역학적인 관계는 의사역행렬을 이용하여 구하였다. 이러한 해석기법을 바탕으로 피예인선을 초기위치로부터 목표위치로 예인할 때 예인지점 및 예인방식에 따른 예인력을 구할 수 있었다. 최종적으로 선박을 예인하기 위한 예인력은 예인지점과 방향에 밀접하게 연관되어 있는 것을 확인할 수 있었고 이러한 연구결과는 사고선박의 구난작업 시 예인선의 배치에도 적용이 가능할 것이다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.38-48
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• 2020

기존에 건조되어 있거나, 신규로 건조되고 있는 선저를 검사하기 위해선 전문 잠수부가 직접 수중 하부에서 육안으로 검사를 한다. 하지만 직접 사람이 하는 일이기 때문에 인명사고, 충돌사고 등 많은 위험이 뒤따른다. 이를 해결하기 위해 Visual Inspection을 위한 선박 검사용 수중 드론 개발이 필요하다. 수중 드론에 적용되는 기술과 각 부품의 용도와 제작 과정, 펌웨어 개발과 같은 제작 방법에 관해 기술하였으며 수중에서 드론 자체의 주행 능력과 크롤러를 이용한 주행 능력을 측정하여 차이를 비교해보고 위치 추적 장치 테스트를 통해 실제 위치와의 오차를 확인하였다. 본 연구를 통해 제작된 수중 드론을 작업 현장에서 사용하였을 때 인명사고를 예방하고 경제적 효과와 안정성을 얻을 것으로 기대된다.