• 한국해양공학회지
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• 제35권1호
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• pp.13-23
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• 2021

Since the introduction of the mandatory energy efficiency design index (EEDI), several studies have been conducted on the maneuverability of waves owing to the decrease in engine power. However, most studies have used the mean wave force during a single cycle to evaluate maneuverability and investigated the turning performance. In this study, we calculated the external force in accordance with the angle of incidence of the wave width and wavelengths encountered by KVLCC2 (KRISO very large crude-oil carrier) operating at low speeds in regular waves using computational fluid dynamics (CFD). We compare the model test results with those published in other papers. Based on the external force calculated using CFD, an external force that varies according to the phase of the wave that meets the hull was derived, and based on the derived external force and MMG control simulation, a maneuvering simulation model was constructed. Using this method, a weather vaning simulation was performed in regular waves to evaluate the course-keeping ability of KVLCC2 in waves. The results confirmed that there was a difference in the operating trajectory according to the wavelength and phase of the waves encountered.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.48-59
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• 2020

A traditional propeller can easily become entangled with floating objects while operating. In this paper, we present a newly developed Electromagnetic-valve-control-based Water-jet Propulsion System (ECWPS) for an unmanned surface cleaning vessel that can be flexibly controlled via a Micro Control Unit (MCU). The double-structure was adapted to the unmanned surface cleaning vessel for floating-collection missions. Computational Fluid Dynamics (CFD) software for operating effect simulation was also used to reveal the working principle of the ECWPS under different conditions. Neglecting the assembly technique, the design level, controlling strategy, and maneuvering performance of the ECWPS reached unprecedented levels. The ECWPS mainly consists of an Electromagnetic-valve Array (EA), pipeline network, control system, and water-jet source. Both CFD analyses and experimental results show that the hydraulic characteristic of the ECWPS was predicted reasonably, which has enormous practical value and development prospects.

• 한국해양공학회지
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• 제36권1호
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• pp.50-60
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• 2022

The deep ocean engineering basin (DOEB) of the Korea Research Institute of Ship and Ocean Engineering (KRISO) is equipped with an extreme-environment reproduction facility that can analyze the motion characteristics of offshore structures and ships. In recent years, there have been requirements for a wide range of six-degree-of-freedom (6-DOF) motion measurements for performing maneuvering tests and free-running tests of target objects (offshore structures or ships). This study introduces the process of developing a wide-area motion measurement technology by incorporating the auto-tracking technology of the towing carriage system to overcome the existing 6-DOF motion measurement limitation. To realize a wide range of motion measurements, the automatic tracking control system of the towing carriage in the DOEB was designed as a speed control method. To verify the control performance, the characteristics of the towing carriage according to the variation in control gain were analyzed. Finally, a wide range of motions was tested using a model test object (a remotely operated vehicle (ROV)), and the wide-area motion measurement technology was implemented using an automatic tracking control system for a towing carriage.

• 수산해양기술연구
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• 제59권2호
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• pp.145-154
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• 2023

In this study, to control the heading angle of a ship, which is constantly subjected to various internal and external disturbances during the voyage, an LADRC (linear active disturbance rejection control) design that focuses more on improving the disturbance removal performance was proposed. The speed rate of change of the ship's heading angle due to the turn of the rudder angle was selected as a significant factor, and the nonlinear model of the ship's maneuvering equation, including the steering gear, was treated as a total disturbance. It is the similar process with an LADRC design for the first-order transfer function model. At this time, the gains of the controller included in LADRC and the gains of the extended state observer were tuned to RCGAs (real-coded genetic algorithms) to minimize the integral time-weighted absolute error as an evaluation function. The simulation was performed by applying the proposed GA-LADRC controller to the heading angle control of the Mariner class vessel. In particular, it was confirmed that the proposed controller satisfactorily maintains and follows the set course even when the disturbances such as nonlinearity, modelling error, uncertainty and noise of the measurement sensor are considered.

• 한국음향학회지
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• 제28권4호
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• pp.336-342
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• 2009

일정한 주파수의 음향신호를 발생시키는 표적이 기동할 때 한 개의 고정된 센서에서 관측된 신호의 주파수는 시간에 따라 도플러 변이가 발생한다. 이러한 도플러 변이 현상을 이용한 기존의 CPA (Closest Point of Approach) 분석으로 센서 수신기에 표적이 최단거리로 근접했을 때의 시간, 거리, 속력 그리고 실제 신호의 중심주파수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고정된 단일 센서 대신에 일정한 속도로 기동하는 배열센서 수신기에서 주파수뿐만 아니라 표적의 방위각을 관측하여 이로부터 표적의 실제 기동속도를 추정하는 기법을 제안한다. 그리고 제안한 기법의 성능검증을 위해 오차 분석 및 모의 실험을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1-14
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• 1996

IMO 조종성잠정기준 4가지 항목중, 특히 비대선형의 경우 침로안정성이 문제시될 수 있다. 본 연구의 목적은 타의 스팬길이에 따른 면적 변화가 침로안정성에 미치는 영향을 조사함으로써, 타면적 증감에 의한 침로안정성 개선 방법을 모색하고자 한다. 본 연구에서는 타직압력과 관련된 실험 정수들과 조종유체력미계수와의 관계를 정식화하였고, 타직압력과 관련된 각종 구속모형시험을 실시하여 타면적 변화에 따른 조정유체력미계수의 변화를 구하고, 이로부터 침로안정성을 비교, 분석하였다. 또한 조종성 시뮬레이션 기법을 이용하여 타면적 증감에 따른 조종성능 개선 효과를 검토하였다. 연구 결과, 타면적 증가는 침로안정성을 저해할 가능성이 있으며, 그 원인은 스팬길이 증가로 인한 타 상부와 선미 오버행 하부의 공간이 작아지기 때문이다. 이 공간은 조종운동시정류계수에 큰 영향을 미치며, 이것이 침로안정성과 관련된다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.218-225
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• 2015

역합성 개구면 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 표적으로부터 반사되어 돌아온 레이더 수신신호들을 코히런트하게 신호처리하여 형성한 표적의 2차원 영상이다. 본 논문에서는 계단 첩 파형(Stepped Chirp Waveform: SCW)을 이용한 ISAR 영상 형성과정에서 펄스 간 움직임(Inter-Pulse Motion: IPM)이 존재하는 경우, 이를 효과적으로 보상하기 위한 알고리즘을 제안한다. 널리 쓰이는 최적화 기법 중 하나인 particle swarm optimization(PSO)를 기반으로 IPM에 관련된 표적의 속도와 가속도를 추정한다. 또한, 개선된 PSO를 통해 기존의 성능을 더욱 향상시켜 실시간 요동보상을 수행한다. 시뮬레이션에서는 Boeing-737의 점 산란원 모델을 이용한 기동 시나리오에서 제안된 알고리즘의 성능을 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.673-679
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• 2012

차량의 롤오버는 심각한 사고중의 하나로 SUV 에 있어서 더욱 위험하나 롤오버 방지시스템을 통하여 발생을 최소화 시킬 수 있다. 하지만 이러한 방지 시스템의 성능은 승객 수나 다른 하중 조건에 따라 변하는 차의 질량이나 무게중심 같은 차량 관성 파라미터에 매우 민감하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 종 방향, 횡 방향, 수직 방향 동역학을 기반으로 한 세 가지 질량 추정 알고리즘을 개발하고 이 세 가지 알고리즘들을 통합하여 임의의 주행 상황에서 실시간 연산을 통해 차량의 질량을 추정할 수 있는 통합 차량 질량 추정 방법을 제안하였다. 또한 실시간 시뮬레이션과 실험을 통하여 이 방법의 성능을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1249-1258
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• 2006

ISAR 자동 초점(autofocus) 기법이란 움직이는 표적에 대한 2차원 레이더 영상인 ISAR 영상을 얻을 때 표적에 의한 doppler-shift 때문에 발생하는 위상 오차를 예측, 제거하는 기법이다. 이러한 자동 초점 기법이 수행되지 않은 ISAR 영상은 위상 오차(phase ewer)에 의한 왜곡이 포함되기 때문에 초점이 맞지 않는 것처럼 흐린(blurred) 영상이 된다. 이러한 영상은 추후에 구분기(classifier)를 이용하여 표적 구분 시 올바른 구분을 보장할 수 없으므로 반드시 자동 초점 기법이 수행되어야 하며, 본 논문에서는 이를 위해 영상의 엔트로피(entropy)를 최소화시키는 알고리즘을 이용한다. ISAR 자동 초점 기법은 크게 range alignment 과정과 phase adjustment 과정으로 나뉘는데, range alignment 과정에서 샘플링 포인트(sampling point)의 수와 그에 따른 영상 품질과의 관계를 분석하고, phase adjustment 과정 을 수행하기 위한 알고리즘인 SSA(Stage-by-Stage Approaching)의 계산시간 단축을 위한 방법을 분석한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.881-888
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• 2020

본 논문에서는 관측자가 얻을 수 있는 시선각(LOS) 측정값을 사용하여 관심표적의 상태변수를 추정하는 연구를 수행하였다. 관심상태변수는 표적의 위치, 속도 및 가속도로 설정하였다. 시선각 측정값은 필터에 표적운동모델 적용을 어렵게 하는 비선형성이 강한 측정값이다. 이러한 문제해결을 위해 가측정치 공식(Pseudomeasurement equation)을 사용하여 시선각 측정값 수식을 변경한 후 3D 가변선회(3D Variable Turn) 표적운동모델을 적용하였다. 또한 필터의 성능을 위해 기구학적구속조건(Kinematic Constraint)을 적용하였다. 필터는 초기조건에 강건한 특성을 가진 Bias Compensation Pseudomeasurement Filter (BCPMF)를 사용하였다. 병렬 계산의 이점을 위해 Two Stage Kalman Filter 형태를 추가적으로 적용하였다. 이 기법들을 사용하여 TBCPMF 3DVT-KC 필터를 제안하였고 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.