주파수 응답해석을 이용한 파랑조건에 따른 어선 자동 조타시스템의 성능평가지수에 관한 연구
A Study on the Performance Index of Automatic Steering System of Fishing Boat Using Frequency Response Analysis
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참고문헌
초록
본 연구에서는 선박 자동조타 시스템의 평가의 일환으로 대양을 항해중인 어선에 있어 파도와 바람의 입사각에 따른 추진에너지 손실량 관점에서 유도된 평가함수를 이용, 오토파일럿 제어 상수의 변화와 외란 조건에 따른 오토파일럿의 평가를 실시하였다. 계산 결과에 의하면 를 증가시키면 의 값이 전체적으로 커지는 것을 알수 있었고 의 값과 단파정, 장파정 파에 관계없이 120도에서 추진에너지 손실량이 커지는 것을 알 수 있었다. 단파정파중의 외란 특성을 이용한 계산결과는 정량적인 값의 차이는 보이지만, 대체적으로 장파정 해석에 의한 결과와 거의 비슷한 경향을 보인다. 보다 정확한 자동조타 시스템의 평가에는 실제 해상상태를 잘 구현해 주는 단파정파중의 외란특성을 이용하는 것이 타당하다고 생각한다. 동일 해상 상태에서 에 미치는 의 영향은 2.0일 때 상대적으로 추진에너지 손실량이 가장 크다는 것을 알 수 있었고 값이 큰 영역에서의 과대한 는 를 커지게 한다는 것을 알 수 있었다. 상기 계산 결과를 이용한 자동조타 시스템의 평가, 해석 기술을 기반으로 향후 비선형요소를 포함하는 자동조타 시스템으로 평가, 해석 기술에 관한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.
Abstract
When a ship is course-keeping in the open seas, autopilot system is adapted. The design of autopilot system is very important for improvement of ship's element research. Automatic steering system consists of autopilot device, power unit, steering gear, magnetic or gyro compass and ship dynamics. In order to evaluate automatic steering system of ships in open seas. we need to know the characteristics of each component of the system, and also to know the characteristics of disturbance to ship dynamics. In this paper, I provide evaluation method of autopilot navigation system of the fishing ship. Prediction method based on the principle of linear superposition is introduced for irregular disturbance. For the evaluation of automatic steering system of a ship, "performance index" is introduced from the viewpoint of energy saving and calculation method is frequency response analysis. Finally, I carried out calculation of sensitivity of control constants of autopilot with various conditions of ocean environments.