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만타형 무인 잠수정의 개발과 실해역 성능시험 (Implementation and field test for autonomous navigation of manta UUV)

  • 고성협;김동희;김준영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권6호
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    • pp.644-652
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    • 2013
  • 본 논문은 만타형 무인잠수정의 개발과 실해역 성능시험에 관한 내용을 다룬다. 먼저 만타형 무인 잠수정의 운동성능을 예측하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 만타형 잠수정의 운동성능을 검증하였으며 결과를 바탕으로 테스트베드인 만타형 무인잠수정을 설계하였다. 만타 잠수정은 자세 및 경로의 계측을 위하여 DVL (Doppler Velocity Log), Gyrocompass, GPS, 압력센서 등을 탑재하였으며 운항제어를 위한 추진기와 1개의 수직타 4개의 수평타를 장착하여 3자유도 운동이 가능하다. 실해역에서 운동성능시험과 자율운항 성능시험을 통해 만타형 무인잠수정 시스템을 검증하였다.

Manta type UUV의 슬라이딩 모드 제어기 설계에 관한 연구 (A study on the sliding mode controller of Manta type UUV)

  • 김희수;손경호;이승건
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.3-4
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    • 2011
  • 본 연구에서는 Manta type UUV의 비선형 수학모델과 유체력 미계수를 소개하고, 자유항주실험용으로 제작된 Manta type UUV의 슬라이딩 모드 제어기 설계를 다루고 있다. 비선형운동에 대해 강인한 제어기를 설계하기 위해서 슬라이딩 모드 제어 기법을 사용하였고, 조류의 영향을 고려한 6자유도 운동 수학모델을 기반으로 하는 심도 및 방위제어기를 설계하였다. 또한, 설계된 심도 및 방위제어기의 성능을 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인하였다.

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Maneuvering Hydrodynamic Forces Acting on Manta-type UUV Using CFD

  • Lee, Seong-Eun;Lee, Sung-Wook;Bae, Jun-Young
    • 한국해양공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.237-244
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    • 2020
  • In this study, we investigate surge force, heave force, and pitch moment, which are vertical plane hydrodynamics acting on Manta-type unmanned underwater vehicles (UUVs), using a model test and computational fluid dynamics (CFD) simulation. Assessing the maneuvering hydrodynamic characteristic of an underwater glider in the initial design stage is crucial. Although a model test is the best approach for obtaining the maneuvering hydrodynamic derivatives for underwater vehicles, numerical methods, such as Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations, have been used owing to their efficiency in terms of time and cost. Therefore, we conducted an RANS-based CFD calculation and a model test for Manta-type UUVs. In addition, we conducted a validation study through a comparison with a model test conducted at a circular water channel (CWC) in Korea Maritime & Ocean University Furthermore, two RANS solvers (Star-CCM+ and OpenFOAM) were used and compared. Finally, the maneuvering hydrodynamic forces obtained from the static drift and resistance tests for a Manta-type UUV were presented.

만타형 UUV의 제어기 설계에 관한 연구 (A Study of the Control System for the Manta-type UUV)

  • 김형동;이승건;김준영;김시홍
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.42-43
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    • 2010
  • 본 연구에서는 만타 형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 제어 성능 평가를 하였다. PID제어, Fuzzy 제어가 적용되었으며, 6자유도 운동을 사용하여 Matlab Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 설계된 제어기로 수심 및 방위제어에 사용되었으며 조류의 외란 하에서의 제어 성능을 평가하였다.

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Influence of "Manta" on Some Economical Characters of Eri Silkworm, Samia cynthia ricini Boisdual

  • Magadum, V.B.;Magadum, S.B.
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.93-96
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    • 1991
  • The "Manta"(Juvenile hormone analogue-Methoprene) was topically applied at 36.48 and 72 hrs after the fourth ecdysis to eri silkworm, Samia cynthia ricini with doses of 2.75$\mu\textrm{g}$/$m\ell$, 4/0$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ and 8.0$\mu\textrm{g}$/$m\ell$. The eri silkworm responded to 2.75$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ of "Manta" applied at 72 hrs after the fourth ecdysis, resulting in improvement of larval, cocoon, pupal and cocoon shell weigths.ocoon shell weigths.

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만타형 자율무인잠수정의 운동성능 및 운동제어에 대한 실해역실험 (Field Experiments for Dynamic Characteristics and Motion Control of a Manta-type Autonomous Underwater Vehicle)

  • 김동희;박종현;김준영;최형식;안진형
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.760-767
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    • 2013
  • In this paper, we developed a Manta-type AUV (Autonomous Underwater Vehicle) and analyzed its control performance as well as its dynamic characteristics underwater. The nonlinear motion of equations, which are expressed in terms of hydrodynamic coefficients obtained by various experiments, are used to simulate the motion of a Manta AUV underwater. We applied the sliding-mode theory to control the heading angle and depth of the vehicle, and confirmed the effectiveness of the control algorithm through simulations and sea-trials.

대각도 받음각을 갖는 무인잠수정에 작용하는 동유체력 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Characteristics of Hydrodynamic Forces Acting on Unmanned Undersea Vehicle at Large Attack Angles)

  • 배준영;김정중;손경호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.197-204
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    • 2011
  • 회류수조에서의 대각도 정적(static) 모형실험을 통해 Manta형 무인잠수체에 작용하는 동유체력을 측정하였으며, 동유체력에 미치는 Reynolds수의 영향을 고찰하였다. 이를 위해 동유체력을 cross-flow drag과 양력(lift force)으로 성분 분석을 하였으며, 양력 성분에는 Reynolds수의 영향을 무시하고, cross-flow drag 성분에만 Reynolds수의 영향을 고려하였다. 그 후 이들 두 성분을 다시 합성함으로써 실물 무인잠수정에 작용하는 동유체력의 추정 기법을 제시하였다.

Manta형 무인잠수정의 조종운동 특성에 관한 연구 (A Study on Manoeuvring Motion Characteristics of Manta-type Unmanned Undersea Vehicle)

  • 배준영;손경호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제46권2호
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    • pp.114-126
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    • 2009
  • The authors adopt the Unmanned Undersea Vehicle(UUV), which has taken the shape of manta(Sohn et al. 2006). They call here it Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle(MUUTV). MUUTV is based on the same design concept as UUV called Manta Test Vehicle, which was originally built and operated by the Naval Undersea Warfare Center(Lisiewicz and French 2000, Sirmalis et al. 2001). In order to evaluate manoeuvring motion characteristics of MUUTV, numerical simulation technique has been utilized. Previous mathematical model on manoeuvring motion of MUUTV(Sohn et al. 2006) is basically adopted. Result of static experiment carried out in circulating water channel and a part of NSRDC standard model(Feldman 1979) on rotational mode are supplemented. Some of the hydrodynamic derivatives are obtained from model experiment in circulating water channel and the rest of them are estimated.

만타형 UUV의 제어기 설계에 관한 연구 (A Study of the Control System on the Manta-type UUV)

  • 김형동;김준영;김시홍;이승건
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.359-363
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    • 2011
  • 본 연구에서는 만타 형상을 가진 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 제어 성능 평가를 수행 하였다. 제어 방법으로서 PID제어, Fuzzy 제어가 적용되었으며, 6자유도 운동 수학모델과 Matlab Simulink을 이용하여 조종 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 설계된 제어기로 수심제어 및 방위제어에 적용하여, 조류의 외란 하에서 제어 성능을 평가하였다.

만타형 UUV의 심도제어와 충돌회피에 관한 연구 (A Study of the Depth Control System and the Collision Avoidance System for the Manta-type UUV)

  • 김주한;이승건;이상의;배철한
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.447-452
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    • 2008
  • 본 연구에서는 만타형 수중운동체의 수평 및 수직 방향에 대한 자동제어 및 충돌회피 시스템을 확립하였다. PID 제어이론, 퍼지 추론 등이 적용되었으며, 시뮬레이션에 사용된 6자유도 운동 방정식은 이론계산과 구속모형 시험에 의하여 확립하였다. PID제어에 의한 심도제어 결과가 제시되었으며, UUV의 충돌 위험도는 가상 소나 시스템을 이용한 퍼지 추론으로 추정하였다. 이를 이용하여 만타형 수중운동체의 심도제어 시스템 및 충돌회피 시뮬레이션 시스템이 개발되었다.