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Abstract 조선소에서는 해상 크레인 등 다양한 크레인을 활용하여 블록들을 탑재해 선박을 건조한다. 블록을 탑재할 때는 타 구조물과의 충돌 및 와이어 로프의 과도한 인장력 발생 등의 위험성을 고려하여 정확하게 블록을 제어하는 것이 필수적이다. 특히, 해상 크레인을 활용한 블록 탑재 과정에서는 파도와 바람에 의한 외력이 중요한 요소로 작용하기 때문에 이를 고려하여 블록의 정확한 위치와 자세를 제어해야 한다. 먼저, 탑재 시 블록을 정확하게 제어하기 위해서는 크레인과 블록의 동역학 모델을 정확하게 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 해상 크레인의 붐 (boom)을 회전시키는 모멘트와 블록과 연결된 와이어 로프를 감는 윈치 (winch)에 작용하는 힘 등 외력이 존재하는 상태에서 블록의 위치와 자세를 정확하게 계산할 수 있도록 다물체계 기반의 동역학 모델을 구성하였다. 한편, 블록이 연결된 해상 크레인은 블록의 목표 위치와 자세가 주어졌을 때 해상 크레인의 제어 입력을 정확하게 계산할 수 없는 underactuated system이라고 볼 수 있다. 이로 인해 블록의 제어를 위해 고전적인 제어 방식을 적용하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 모델 기반 제어 방법인 MPC (Model Predictive Control) 방법을 이용하여 동역학 모델 기반의 예측을 통해 블록을 제어하였다. 이때, 외란에 의한 영향을 고려하기 위해 외란 관측기를 통해 실제 크레인 모델과의 오차를 추정하고 이를 적용하여 최적 제어를 수행하였다. 최종적으로 실제 해상 크레인을 이용한 블록 탑재 작업의 동역학 모델 및 제어 알고리즘을 모사하였고, 그 결과 제안된 방법으로 블록 탑재 작업의 제어가 잘 수행됨을 확인하였다.
Publication Date 2021-11-05

이혜원, 노명일, 김예린, "해상 크레인의 MPC 기반 블록 리프팅 제어", 2021년도 대한조선학회 추계학술발표회, 군산, pp. 664, 2021.11.04-05


List of Articles
번호 분류 제목 Publication Date
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222 Domestic Conference 정동훈, 함승호, 김기수, 김주성, 노명일, 하솔, "해양 환경 하중과 리프팅 속도를 고려한 해양 작업 지원선의 물리 기반 설치 시뮬레이션", 2015년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 803-808, 2015.05.21-23 file 2015-05-22
221 Domestic Conference 함승호, 노명일, 하솔, "다물체 동역학 및 VR 기술을 접목한 조선 생산 및 해양 설치 시뮬레이션", 2015년도 조선해양생산연구회 생산시스템분과 하계논문발표회, 대전, 2015.07.22-23 file 2015-07-22
220 Domestic Conference 이혜원, 노명일, 함승호, 구남국, "간섭을 고려한 블록의 물리 기반 Turn-over 시뮬레이션", 2015년도 한국CAD/CAM학회 하계학술발표회, 용인, pp. 45-47, 2015.08.19-20 file 2015-08-19
219 Domestic Conference 함승호, 노명일, 이성, 조로만, "조선 해양 분야 적용을 위한 해석, 하드웨어 및 가시화 기반의 실시간 시뮬레이션 방법", 2015년도 한국CAD/CAM학회 하계학술발표회, 용인, pp. 149-152, 2015.08.19-20 file 2015-08-19
218 Domestic Conference 하솔, 구남국, 노명일, 함승호, "조선 해양 설계 및 생산 작업 지원을 위한 물리 기반 시뮬레이션 시스템 개발", 2015년도 선박설계연구회 하계연구발표회, 부산, 2015.08.20-21 file 2015-08-20
217 Domestic Conference 김성균, 노명일, 김기수, 정선경, 이성민, "전문가 시스템 기반 해양 플랜트 상부의 최적 배치 방법", 2015년도 한국해양공학회 추계학술발표회, 대전, pp. 467-469, 2015.10.22-23 file 2015-10-22
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