• 대한조선학회논문집
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• 제61권4호
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• pp.216-225
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• 2024

The sliding mode controller has characteristics that ensure stability and robustness against system uncertainty and disturbance. However, chattering occurs in the control inputs to compensate for system uncertainties and ensure that the system operates efficiently on the sliding surface. When the disturbance is large, using a sliding mode controller requires a large control gain value, which also increases chattering and reduces performance. Therefore, in this study, a nonlinear disturbance observer was used to compensate for external disturbances such as currents and waves and uncertainty in the control system for autonomous underwater vehicles. Accordingly, a robust controller can be implemented while reducing the control gain. The disturbance observer serves to ensure that the behavior of the actual system is closer to the nominal model by compensating for uncertainties between the actual system model and the nominal model during the control process. Therefore, the simulation results show that the performance and robustness of the autonomous underwater vehicle controller are improved by introducing a disturbance observer.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권4호
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• pp.21-26
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• 2011

관성항법장치는 항공기, 유도탄 잠수함과 같이 항법을 필요로 하는 시스템에 실시간으로 항법정보를 제공한다. 그러므로 관성항법장치가 정상동작하는 가를 실시간으로 판단하는 것은 관성항법장치 적용 시스템의 운용 관점에서 매우 중요하며 이를 관성항법장치 고장검출 기법이라 한다. 본 논문에서는 관성항법장치의 고장검출 기법에 대한 기술동향을 조사하였다. 관성항법장치 고장검출 기법의 기술동향은 관성항법장치 기술동향과 매우 밀접한 관련을 가지고 있기 때문에 본 논문에서는 전 세계적으로 사용되었거나 혹은 현재 사용되고 있는 주요 관성항법장치의 기술분석을 통하여 고장검출 기법의 기술동향에 대하여 조사하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.178-185
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• 2011

본 논문은 상태변수 평준화 및 되먹임구조를 이용하여 무인잠수정의 위치추정을 개선하기 위한 다중센서 융합 기반의 위치추정 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 먼저 상대적으로 오차가 큰 주 센서인 INS와 오차가 작은 보조센서인 DVL에서 측정되는 상태변수를 예측단계 이전에 융합하여 상태변수 평준화 과정을 수행한다. 그 다음, 평준화된 상태변수를 각 필터에 입력하여 예측 및 수정단계의 칼만 필터링 과정을 통해 최종 수정된 상태변수를 융합시키며, 마지막으로 이를 다시 주센서에 되먹임함으로서 무인잠수정의 위치추정을 개선한다. 평가를 위해 무인잠수정의 기동모델에 대한 시뮬레이션을 실시하여 기동경로를 생성하고 제안 알고리즘을 적용하여 위치추정 성능을 확인한다. 평가 결과, 제안 알고리즘이 다중센서 융합 알고리즘 중 가장 우수한 위치추정 성능을 보였으며, 또한 기동침로가 변경되는 구간에서도 강인한 위치추정이 가능하다는 것이 증명되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.170-178
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• 2017

본 논문은 무인잠수정의 동특성을 고려하지 않아 실제로 항행이 불가능한 급격히 변화하는 경로를 계획하기도 하는 기존 $A^*$ 알고리즘 기반 경로계획의 단점을 개선하기 위하여, 무인잠수정의 동특성을 고려한 항행궤적에 기반한 개선된 경로계획 알고리즘을 제안한다. 기존의 $A^*$ 기반 알고리즘은 무인잠수정이 인접노드로 이동하는 경로를 직선으로 가정하여 이동비용을 계산하는 반면, 개선된 경로계획 알고리즘은 경로점 제어에 의하여 생성된 현실적 항행궤적을 노드 간의 이동경로로 설정하고 이동비용을 계산하여 최적의 경로를 계획한다. 모의실험에서 제안한 기법과 기존의 기법의 경로계획을 비교하여 본 논문의 논의가 타당함을 보인다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권2호
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• pp.134-140
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• 2016

An envelope protection system is a control system that allows a submarine to operate freely using its own operational envelope without exceeding the structural limit, dynamic limit, and control input limit. In this paper, an envelope protection system for the pitch angle of a submarine is designed using a dynamic trim algorithm. A linear quadratic regulator and artificial neural network are used for the true dynamics approximation. A submarine maneuvering simulation program developed using experimental data is used to validate the designed envelope protection system. Simulation results show the effectiveness of the designed envelope protection system.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.56-67
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• 1995

본 연구에서는 케이블 비선형 정역학 방정식의 해로서 선박-케이블-잠수체 시스템의 정적모양이 보여지고, 선형 운동 방정식의 진동수영역해석에 의해 고유진동수가 구해진다. 또한 긴 연직케이블의 스내핑 현상을 클리핑 오프(clipping-off) 수치모형으로 이상화하여 극단장력을 계산한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.451-458
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• 2012

수중의 작업 목적에 따라 ROV와 AUV의 두 가지 용도로 사용할 수 있는 새로운 구조의 변신 6자유도 수중로봇의 설계연구를 하였다. CROV의 ROV모드와 AUV모드에 대한 각각의 구조 설계연구를 수행하였으며 각각의 모드에 대한 제어시스템을 설계하고 AUV의 경우에는 추력에 따른 항해속도에 대한 해석을 수행하였다. ROV나 AUV의 정확한 위치 및 속도를 추정할 수 있도록 다양한 센서신호를 퓨전하여 처리하는 센서퓨전보드를 제작하고 확장 칼만필터를 포함하는 전체 제어시스템을 설계하고 제작하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권2호
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• pp.44-51
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• 2001

본 연구에서는 능동소나와 관련된 시스템에 적용가능한 잠수함 수중표적의 표적강도 및 신호형태를 예측하는 반사신호 합성모델을 제안한다. 이는 입사각에 따라 외부헐로 하이라이트의 위치가 변하는 UTAHID (Underwater TArget by Highlight Distribution) 모델을 기초로 하여 잠수함 내부의 복잡한 형상에 의한 반사점들을 산란자운에 의한 구룹화된 하이라이트군으로 변형을 가하여 반사신호를 합성한다. 제안된 모델은 입사신호의 펄스길이 변화에 따른 표적강도 변화특성 및 합성신호 파형, 시간분산손실, 신장효과 등에 대해 분석하였으며, 이는 능동소나, 음향대항, 감시 시스템과 같이 반사신호 합성에 관련된 여러가지 실시스템에 적용이 가능하다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권1호
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• pp.56-69
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• 2022

주요 선진국들은 극초음속 무기체계 개발에 경쟁을 가속화하고 있다. 북한은 잠수함 발사 탄도 미사일을 탑재한 신형 잠수함 건조를 눈앞에 두고 있고, 한국은 핵추진 잠수함, 경 항공모함, 신형 미사일 개발 등 다양한 전력 증강 계획을 추진하고 있다. 동북 아시아 지역은 한국을 비롯하여, 북한, 미국, 중국, 러시아, 일본이 군사적 경쟁 속에서 긴장감을 늦출 수 없는 상황을 지속하고 있다. 이에 따라, 이들 국가들의 무기체계 개발 경쟁도 전 세계의 최고 수준을 보여주고 있으며, 그 중심에 한국이 놓여있다. 본 논문에서는 주요 국가들이 개발 경쟁을 하고 있는 극초음속 무기체계가 왜 필요한지 기술적 분석을 통해 그 의미를 알아보고, 한국군이 추구하고자 하는 군사력 발전 방향을 분석해 본다. 그리고 극초음속 무기체계 개발을 위해 극복해야 하는 기술적 한계와 추진 전략에 대해 제안하고자 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.125-133
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• 2019

본 논문에서는 수중에서 광과광센서를 이용하여 AUV의 도킹스테이션에의 도킹에 대한 새로운 연구를 하였다. 이를 위해 LED를 유도광원으로 사용하는 도킹스테이션과렌즈, 광 변위센서, 신호처리기, 연산처리기로 구성된 센서시스템 무인잠수정에 장착한 무인잠수정의 종단유도장치 시스템을 제안하였다. LED 복사광을 이용해 정밀한 상대각도 측정 정밀도를 얻을 수 있도록 집광렌즈 및 광센서 시스템의 원리해석과 이를 검증하기 위해 집광렌즈와 광센서 시스템을 직접 제작하고 기초실험을 수행하였으며 제작한 광학센서를 이용한 AUV와 도킹시스템을 제작하고 수조에서 기본적인 도킹시험을 수행하여 새로운 도킹 방법으로의 가능성을 검증하였다.