이혜원, 노명일, 함승호, 전도현, "조선소의 블록 탑재를 위한 갠트리 크레인의 제어기 설계", 2019년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 257, 2019.01.23-26
Domestic Conference
2019.01.18 15:01
이혜원, 노명일, 함승호, 전도현, "조선소의 블록 탑재를 위한 갠트리 크레인의 제어기 설계", 2019년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 202, 2019.01.23-26
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| Abstract | 선박 및 해양 구조물은 여러 조각으로 나뉘어진 블록을 탑재하는 방식으로 건조된다. 블록의 탑재 작업에는 갠트리 크레인이 주로 이용되며, 작업 시 블록을 구조물에 정확하게 탑재하기 위해서 블록의 위치와 자세에 대한 정밀한 제어가 필요하다. 갠트리 크레인의 경우 작업자가 2개의 트롤리 (trolley)와 붐 (boom), 그리고 3개의 후크 (hook)에 연결된 와이어 로프를 제어하여 블록의 위치와 자세를 조절한다. 하지만, 이러한 시스템은 블록의 6자유도 운동을 완벽하게 제어할 수 없으며, 모든 제어 입력이 정해진 경우에도 블록의 자세가 결정되지 않는다. 이 시스템은 UMS (Underactuated Mechanical System)로서, 기존의 역기구학 (inverse kinematics) 제어 방법으로는 블록의 자세 제어가 불가능하다. 또한, 블록은 후크에 이퀄라이저 (equalizer)라는 복잡한 장비로 연결되기 때문에, 정확한 운동 해석과 제어를 위해서는 이러한 장비의 매커니즘에 대한 모델링 또한 필요하다. 따라서 본 연구에서는 갠트리 크레인을 구성하는 물체들과 관절들을 모델링하기 위해 다물체계 동역학을 도입하였다. 또한, 이퀄라이저를 모사하기 위해 구속 조건 기반 와이어 로프 모델을 사용하였으며, 전체 시스템의 제어를 위해 UMS의 제어 이론 중 하나인 index reduction by minimal extension 방법을 도입하였다. 이를 기반으로 갠트리 크레인을 통한 블록의 탑재 시뮬레이션을 수행하였고, 그 결과 블록이 주어진 궤적과 자세를 따라가도록 제어되는 것을 확인하였다. |
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| Publication Date | 2019-01-25 |
