소형 보트 및 무인선을 위한 선체 자세제어 알고리즘에 관한연구 (A Study on Hull Attitude Control Algorithm for a Small Boat and an Unmanned Surface Vessel)

서지정보

· 발행기관 : 한국지능시스템학회
· 수록지 정보 : 한국지능시스템학회 논문지 / 28권 / 6호 / 552 ~ 557페이지
· 저자명 : 유남현

초록

소형 보트와 무인선은 구조적으로 동력 장치가 선미에 설치됨으로써 초기에 가속을 수행하게 되면 선수가 위로 올라가게되어 선저의 저항 면적이 증가하게 된다. 이는 소형 보트의 초기 가속 능력 및 연비 저하 문제를 유발한다. 또한, 고속상태에서 소형 보트가 회전을 진행하는 경우에는 관성 및 활주 상태로 인하여 회전 반경이 커지는 문제가 발생하여조종성능이 떨어지는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 설치하는 장비가 바로 트림 탭이나 인터셉터이다.
이 장비를 설치하게 되면 초기 가속시 저항면을 감소시키고 회전시에는 회전 반경을 감소시켜주는 효과를 가질 수 있다. 본논문에서는 기존의 기울기 센서를 활용한 트림 탭 시스템에 자이로 센서를 설치하여 선체 자세 및 진행 속도에 대한 센서정보를 융합하여 선체 운동에 대한 예측을 기반으로 트림 탭 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 이알고리즘을 활용하여 해상 실험을 실행한 결과 6%의 연비 절감 및 25%의 회전반경의 감소 등의 효과를 확인할 수 있다.

영어초록

A small boat and a USV is structurally equipped with a power unit at the stern, so that if a boat accelerates at the beginning, the bow moves up and the resistance area of the hull bottom increases. This results in problems that are reduction of initial of acceleration of performance and low fuel efficiency. In addition, when the small boats rotate in a high speed, the turning radius increases due to acceleration and sliding state, which results in poor maneuvering performance. To solve this problem, a trim tab or an interceptor should be installed in the stern. A trim tab or an interceptor can reduce the resistance area during the initial acceleration and reduce the turning radius during rotation. This paper proposes an algorithm to improve the performance of the trim tab system based on the prediction of the hull motion by integrating the sensor information about the hull posture and the running speed by installing the gyro sensor on the trim tab system with a conventional tilt sensor. Using this algorithm, the marine experiments show that the fuel economy is reduced by 6% and the radius of rotation is reduced by 25%.

참고자료

· 없음