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문제 정의
- 본 논문에서는 다중 선박의 실시간 조종 시뮬레이션을 위한 단순 기동 모델을 개발하였다. 구체적으로 선박의 동역학 특성을 단순한 몇 가지 계수들로 반영하며, 제어력의 영향이 역시 단순하게 추가된 1차 미분방정식 모델을 기반으로 하였다.
- 하지만 일반적으로 선회 시험에서 공개되는 정보는 그림 4와 같은 선회 궤적에 추가로 초기 속도, 수렴 속도, 그리고 명령 타각 정도이다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 최소한의 선회 정보만 갖고 있는 경우, 전진속도-선회율 모델의 계수를 결정하는 방법을 제안하기로 한다.
- 본 논문에서는 선회각, 선회율, 전진속도 등에 대한 1차 미분방정식 모델을 이용하여 다중 선박의 실시간 조종시뮬레이션을 위한 모델링 방법을 제안하였다.
- 실제로 선박이 타각을 변경하여 선회할 때는 전진 속도가 변화한다. 따라서 선회율 모델에 전진 속도 모델을 추가하여 전진 속도의 변화를 고려할 수 있는 전진 속도 선회율 모델을 제안하였다. 대상선의 선회 시험에서 초기 속도 및 수렴 속도, 명령 타각이 주어지고, 선회 궤적을 통해 전진 길이, 전술 직경, 정상 선회 반경을 얻었다고 가정할 때 전진 속도-선회율 모델의 각 계수들을 결정할 수 있는 추정식을 수학적으로 전개하고, 실선 시험 자료를 이용하여 모델의 유용성을 검증하였다.
가설 설정
- 전진 속도가 일정하다고 가정하고 대상선의 선회 직경 정보만 주어질 경우 선회각, 또는 선회율 모델 내의 계수를 결정하는 방법을 정립하였다. 선회율 모델링 과정에서는 Nomoto의 KT모델을 일부 인용하였다.
- 본 연구에서는 명령 타각이 일정할 때 시간에 대한 전진 속도와 선회율 변화를 1차 미분방정식의 해 형태로 가정하였다. 따라서 실선 시험이나 상세 시뮬레이션 등에 의한 결과를 완벽하게 재현하기에는 한계가 있다.
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