• 한국항해항만학회지
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• 제33권6호
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• pp.437-442
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• 2009

대양 항행하는 거의 모든 선박에서 항해사를 지원하기 위해 선박의 회두각 유지 및 변침을 목적으로 사용되는 일반적인 자동조타기는 대부분 PID형 제어기가 장착되어 있다. 선박 자동조타기의 제어기 계수는 운항 경제성 관점에서 선박의 추진 에너지 손실량(연료소비량)으로써 평가해야 한다. 본 논문에서는 선박 자동조타기의 정량적인 평가함수를 바탕으로 추진 에너지 손실량이 최소가 되도록 자동조타기의 제어이득을 구하고자 한다. 이 때 제약조건, 즉 설계사양을 고려한 RCGA를 이용하여 제어이득의 탐색을 실시하고, 시뮬레이션을 통해 제안한 방법을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.564-569
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• 2010

VOR/DME는 전 세계에서 많이 사용되고 있는 단거리 무선 항법 시스템이다. VOR/DME는 신뢰도가 높은 만큼 오랫동안 사용되었고, 거의 모든 민간 항공기에 사용되고 있다. VOR/DME 시스템을 기반으로 한 소형 항공기 자동 조종 시스템을 시뮬레이션 하기 위하여 SIMULINK를 활용하여 시뮬레이터를 개발하였다. 시뮬레이터의 출력창은 실제 항공기 조종석의 계기와 유사한 형상으로 제작하였다. 시뮬레이터 검증을 위하여 몇 가지 시나리오를 구성하고 시뮬레이터가 정상적으로 작동함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1996년도 The Korean Institute of Navigation 1996년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.77-92
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• 1996

When an automatic course-keeping is concerned as is quite popular in modern navigation the closed-loop steering system consists of autopilot device power unit (or telemotor unit) steering gear magnetic or gyro compass and ship dynamics. The consideration of irregular disturbances to ship dyanmics and a few non-linear mechanisms involved in the system inevitably or artificially are known to be very important in properly evaluating or analyzing the automatic steering system. In the present study the mathematical model of each element of an automatic steering system is derived which takes account of a fex non-linear mechanisms. PD(Proportional-Derivative) controller and low-pass filter with a weather adjustment are adopted to modelling the characteristics of an autopilot. The calculation method of imposing irregular disturbances to ship dynamics is proposed where irregular disturbances implying irregular wave and the fluctuating component of wind. For he evaluation of automatic steering system of ships in the open seas an important term "performance index" is introduced from the viewpoint of energy saving which derived from the concept of energy loss on ship propulsion. Finally the present methods are applied to two typical types of ship ; an ore carrier and a fishing boat. The various effects of linear and/or non-linear control constants of autopilot on propulsive energy loss are investigated to validate and clarify the present smulation technique.

• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.296-300
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• 2003

The autopilot system targets decreasing labor, working environment improvement, 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 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 is disturbance act in non-linear from, become factor who make serv ice of shipping painfully. Therefore, service system of shipping requires robust control algorithm that can overcome nonlinearity. In this paper, Using fuzzy algorithm ,Design autopilot system of ship that could overcome the non-linear factor of ship and disturbance and examined result through simulation.

• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.720-723
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• 2005

Ship motion is a complex controlled process with several hydrodynamic parameters that vary in wide ranges with respect to ship load condition, speed and surrounding conditions (such as wind, current, tide, etc.). Therefore, to effectively control ships in a designed track is always an important task for ship masters. This paper presents an effective adaptive autopilot ships that ensure the optimal accuracy, economy and stability characteristics. The PID control methodology is modified and parameters of a PID controller is designed to satisfy conditions for an optimal objective function that comprised by heading error, resistance and drift during changing course, and loss of surge velocity or fuel consumption. Designing of the controller for course changing process is based on the Model Reference Adaptive System (MRAS) control theory, while as designing of the automatic course keeping process is based on the Self Tuning Regulator (STR) control theory. Simulation (using MATLAB software) in various disturbance conditions shows that in comparison with conventional PID autopilots, the designed autopilot has several notable advantages: higher course turning speed, lower swing of ship bow even in strong waves and winds, high accuracy of course keeping, shorter time of rudder actions smaller times of changing rudder direction.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권4호
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• pp.365-370
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• 2011

This paper presents the air-to-air missile autopilot design for a $180^{\circ}$ heading reversal maneuver during boost-phase. The missile's dynamics are linearized at a set of operating points for which angle of attack controllers are designed to cover an extended flight envelope. Then, angle of attack controllers are designed for this set of points, utilizing a pole-placement approach. The controllers' gains in the proposed configuration are computed from aerodynamic coefficients and design parameters in order to satisfy designer-chosen criteria. These design parameters are the closed-loop frequency, damping ratio, and time constant; these represent the characteristics of the control system. To cope with highly nonlinear and rapidly time varying dynamics during boost-phase, the global gain-scheduled controller is obtained by interpolating the controllers' gains over variations of the angle of attack, Mach number, and center of gravity. Simulation results show that the proposed autopilot design provides satisfactory performance and possesses good [ed: or "sufficient" or "excellent"] capabilities.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.19-26
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• 1997

본 논문에서는 신경망을 이용한 선박자동조타장치의 개발에 관한 연구결과를 소개한다. 앞의 논문에서 소개된 Back-Propagation 알고리즘을 이용하여 선박의 자동운항을 위한 자동제어방법을 개발하였으며 그 결과 기준모델추구신경망제어기와 순간최적제어기를 설계하였다. 기준모델추구신경망제어기는 선수각과 선수각속도가 주어진 기준모델을 추구하도록 타각을 제어하도록 하였으며, 순간최적제어기는 현 상태에서 다음상태로의 천이를 최적화하도록 하였다. 신경망에 근거한 이들 제어기법을 간단한 선박조종수치모델에 적용한 결과 그 효용성을 확인할 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1496-1499
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• 1996

A nonlinear tracking control technique developed for the control of nonlinear systems has been applied to the autopilot design of missile system. The difficulties in the application of inversion based control methods such as input-output feedback linearization and sliding mode control due to nonminimum phase characteristics are discussed. To avoid the stability problem associated with unstable zero dynamics, the input-output feedback linearization is applied with output-redefinition method to normal acceleration control. The output-redefinition method gives an indirect way to apply the nonlinear controls to nonminimum phase plants by redefining the plant output such that the tracking control of the modified output ensures the asymptotic tracking of the original output. The numerical simulation shows satisfactory results both for nominal and for slightly perturbed missile systems adopting the sliding mode control technique. However, the robustness problem in this method is briefly investigated and verified with the simulation.