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Auto-Pilot 시스템에 적용되는 제어 알고리듬에 대하여
Study on the Control Algorithms for the Auto-Pilot System

서상현    (선박해양공학연구센터   ); 송용규    (한국항공대학교  );
  • 초록

    1960년대 Auto-Pilot 시스템이 대양을 항해하는 선박에 장착되면서 운항경제성 및 선원 승선감의 견지에서 Auto-Pilot시스템의 제어 알고리듬이 연구되기 시작하였다. 초기에는 PD제어로 시작하였으나 잦은 타동작으로 인한 기구 마모를 줄이기 위해 실제 선수각과 설정선수방위 차가 어느 상한치 이상에서만 타각을 조작하는 on-off 제어를 도입하였다. 본 논문에서는 Auto-Pilot 시스템의 제어 알고리듬에 optimal제어, adaptive제어 등을 적용하여 제어기법간의 비교를 cost function을 통하여 수행함으로써 Auto-Pilot 시스템에 대한 최적의 제어기법을 조사하였다. Adaptive 제어를 위한 선박 조종운동방정식의 parameterization 과정을 검토하였고 adaptive 알고리듬의 장점이 파라미터 추정이 잘못된 경우의 수치시뮬레이션 결과로부터 분명히 알 수 있었다.


    Control Algorithms of the Auto-Pilot system have been studied for the navigational economics and crew's comfortability since 1960's, when Auto-Pilot system was installed on the trans-ocean ships. At the beginning the PD control algorithm was used with the weather adjust function introduced to reduce the response of the auto-pilot system to the high frequency wave excitation in rough sea. In this study, the optimal and adaptive control theories are applied for the auto-pilot control algorithm. And those two algorithms are compared through the pre-defined cost function to obtain the most effective control technique for the Auto-Pilot system. The parameterization of the ship meneuvering equation for the adaptive control algorithm design procedure was examined and the advantage of the adaptive control was found through the simulation result with the wrong initial parameter value.


  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Woo, Ju-Eun ; Kim, Jong-Hwa 2015. "A Study on Translational Motion Control in Integrated Control System for Ship Steering Motion" 한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, 39(1): 32~44     

 저자의 다른 논문

  • 송용규 (13)

    1. 1995 "자동차 지능주행 제어시스템에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 3 (6): 176~187    
    2. 1999 "섭동해석을 이용한 저궤도 위성의 대기저항 보정용 연료 소모량 예측" 한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology 3 (2): 147~155    
    3. 2001 "지면효과익기의 비행특성 해석 및 비행제어 방식에 관한 연구" 한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology 5 (1): 19~25    
    4. 2001 "흑산도의 항공수요예측에 관한 정량적 연구" 한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics 9 (2): 101~111    
    5. 2002 "항공기 제어면/구동장치 고장에 대한 진단규명 및 보완 제어시스템 설계에 관한 연구" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 30 (7): 61~67    
    6. 2003 "신경회로망을 이용한 항공기 센서 및 구동장치 고장보완 제어시스템 설계에 관한 연구" 한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology 7 (2): 171~179    
    7. 2007 "위성발사체 궤도추정을 위한 융합필터 연구" 항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering 1 (3): 37~42    
    8. 2009 "무인 항공기 탑재 카메라 제어 및 영상처리" 항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering 3 (4): 11~18    
    9. 2010 "다수 무인항공기의 자동 편대비행 시험" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 38 (3): 264~273    
    10. 2012 "Aerodynamic Derivatives Identification Using a Non-Conservative Robust Kalman Filter" Journal of electrical engineering & technology 7 (1): 132~140    

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