견인되는 선박의 조종성능 개선에 관한 연구 : 시스템 모델링
A study on maneuvering performance improvement of a towed vessel without a power propulsion system: system modeling
1
조회
0
다운로드
7
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 추진력을 갖는 선박이 추진력이 없는 무동력 선박을 견인하는 문제에 대해 고찰하였다. 터그보트로 바지선을 견인하는 경우가 가장 일반적인 한 예라 할 수 있는데, 특성상, 두 선박간은 적절한 거리를 유지하면서 로우프 등으로 연결하여 이동한다. 이때 아무런 제어장치가 없는 바지선은 터그보트의 운항상태에 의존하면서도, 파랑 등의 외적요인에 직접적으로 노출된다. 경우에 따라서는 진자가 공중에서 불규칙적으로 평면운동을 하는 것과 같은 현상이 발생하며, 조종성 손실은 물론 지나치는 타 선박과의 충돌위험성도 지극히 높아지게 된다. 이동 중인 상황에서 뿐 만 아니라, 목표지점에 도착했다 하더라도, 거의 인력으로 끌고 당기는 작업을 통해서만 작업이 완료된다. 이러한 문제는 무동력선이 갖는 공통적인 사항이나, 화물이송이나 육중한 작업도구 등을 옮겨야 하는 중대한 역할을 하는 도구로서는 너무 원시적인 수준에 머물러 있다 할 수 있다. 그래서 본 연구에서는 최소한의 동력을 사용하는 액추에이터를 견인되는 무동력선에 장착하여 위에서 거론된 문제점을 해결함으로써 최대한의 작업 효율성을 얻고자 하는데 그 목표를 두고 있다.
Abstract
In this study, a motion control problem for the vessels towed by tugboats or towing ships on the sea is considered. The towed vessel looks like the barge ship, which is used for many purposes. In these vessels, basically, the power propulsion system is not installed but just towed by a towing vessel such as tugboats with ropes and wires. It means that the motions of towed vessel are basically dependent on the tracking route of towing boat. Therefore, in some cases, undesirable and unpredictable motions may be made by environmental factors such as wave, wind attack and so on. As a result, a collision accident with others may occur during maneuvering situation. Based on these facts, the authors try to encourage the steering performance of the towed vessel by using controllable rudders without any propulsion system. In this study, especially, a controllable vessel with three rudders is considered, and a mathematical model is induced for the future study. The model is described as surge, sway motion and inertia moment by following the general representation method for the surface ship.
참고문헌 (14)
- Akasaka N, "Design method of ship’s track keeping control system and verification by field test", Transaction of the Society of Instrument and Control Engineers, 35, pp.934~942 (1999)[DOI]
- Bu R, "Non linear sliding mode berthing control of underactuated surface ships", ICAA 2007, pp.1371~1376 (2007)
- Van Phuoc Bui, "Optimal Control Design for Automatic Ship Berthing Using Bow and Stern Thrusters", 한국해양공학회지, 24(2), pp.10~17 (2010), 한국해양공학회
- Van Phuoc Bui, "A ship berthing system design with four tug boats", Journal of Mechanical Science and Technology, 25(5), pp.1257~1264 (2011), 대한기계학회
- Van Phuoc Bui, "Development of Constrained Control Allocation for Ship Berthing by Using Autonomous Tugboats", International Journal of Control, Automation, and Systems, 9(6), pp.1203~1208 (2011), 제어·로봇·시스템학회
- Duc LM, "An automatic control system for ship harbour manoeuvres using decoupling control", Proceeding of the 2001IEEE International Conference on Robotics and Automation (2001)
- Fossen TI, "Marine Control System-Guidance, Navigation, Rigs and Underwater Vehicle", Norwegian University of Science and Technology, ~ (2002)
- Kasasbeh YA, "Automatic berthing of ship", Proc. of the Institute of Marine Engineers, the International Conference on Maritime Communications and Control, pp.10~17 (1993)
- Lee DJ, "Design of an automatic winch system for small fishing vessel", Journal of the Korean Society for Fisheries and Technology, 36(3), pp.157~165 (2000)
- Takai T, "An automatic maneuvering system in berthing", Proc. Ship Control System Symposium, 2, pp.183~201 (1987)
- 안민트란, "A Ship Berthing System Design by Cooperating with Tugboats and Dampers", 드라이브·컨트롤, 11(3), pp.7~13 (2014), 사단법인 유공압건설기계학회[DOI]
- Anh-Minh D. Tran, "Dynamics Identification and Robust Control Performance Evaluation of Towing Rope under Rope Length Variation", 동력시스템공학회지, 20(2), pp.58~65 (2016), 한국동력기계공학회[DOI]
- Yamato H, "Automatic berthing by the neural controller", Proc. 9th Ship Control Systems Symposium, 3, pp.183~201 (1990)
- Zhang Y, "A multivariable neural controller for automatic ship berthing", Journal of IEEE Control System, 17, pp.31~44 (1997)[DOI]