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Abstract 조선소에서는 선박 및 해양 구조물의 건조를 위해 해상 크레인 등의 장비를 이용하여 블록 탑재작업을 수
행한다. 이때 블록 탑재시 해상 환경에 의한 크레인의 움직임이 발생하더라도 안정적으로 블록의 위치와
자세를 제어하여 다른 구조물과의 충돌이나 과도한 인장력 등의 문제를 발생시키지 않도록 하는 것이 중요
하다. 하지만 크레인은 무거운 블록의 무게를 지탱하기 위해 여러 개의 와이어 로프 및 붐의 제어를 통해 블
록의 자세를 조절하며, 이런 과정은 대부분 수작업으로 이루어진다. 따라서 보다 안정적이고 효율적인 블록
탑재작업을 위해 크레인의 자동 제어 방법이 필요하다. 본 연구에서는 모델 예측 제어 (Model Predictive
Control)를 이용하여 블록 탑재를 위한 크레인의 최적의 제어력을 계산하는 알고리즘을 제안하였다. 이때,
단순화된 다물체계 운동 방정식을 통해 크레인과 블록을 모델링하여 예측에 활용하였다. 또한, 해상 환경에
따른 크레인의 불규칙한 운동 및 모델의 불확실성을 고려하기 위해, 외란 보정기를 추가하여 환경의 변화에
도 강건한 제어 알고리즘이 되도록 하였다. 최종적으로 제안한 제어 알고리즘을 크레인을 통한 다양한 블록
탑재과정에 적용하여 그 효과를 검증하였다. 그 결과, 제안한 알고리즘이 효과적으로 블록 탑재작업에 적
용될 수 있음을 확인하였다.
Publication Date 2022-02-11

이혜원, 노명일, 김예린, "조선소의 블록 리프팅을 위한 모델 예측 제어 기반 크레인 시뮬레이션", 2022년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 제주, 2022.02.09-12


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