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외력을 고려한 선박의 자율운항을 위한 경로추종 제어
Path-following Control for Autonomous Navigation of Marine Vessels Considering Disturbances 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.27 no.5, 2021년, pp.557 - 565  

이상도 (목포해양대학교 항해정보시스템학부)

초록
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경로추종 제어는 대양에서 선박의 자율운항을 위한 가장 기본적인 연구 중에 하나로 여겨진다. 본 연구는 선수미방향, 횡방향 및 회두방향으로 외력이 작용하는 경로추종 제어를 다룬다. 가상의 선박에서 발생하는 항로를 자선이 추종하는 문제를 해결하기 위해서 유도 원리와 백스테핑 기법을 활용하였다. 경로추종 제어에서 가장 중요한 기술 중에 하나는 오차 동역학에 관한 것으로서, 이 개념은 선박의 자동 충돌 회피 및 자동 접안 제어 등과 같은 연구 영역에서도 활용이 가능하다. 유도 원리와 오차 변수의 알고리즘은 수치 시뮬레이션을 통해 증명하였다. 그 결과, 회두각의 오차를 제외한 대부분의 오차 변수는 제어기를 통하여 제로 값으로 수렴하였다. 기존에 근거리 통항선박의 간섭력을 고려한 안전통항거리의 값보다 두 선박 간의 경로추종 제어의 트래킹 오차의 값이 더 작은 점이 가장 흥미로운 결과 중에 하나로 여겨진다. 또한 프로펠러, 핀이나 러더와 같은 엑츄에이터의 손상을 줄이기 위해서는 수렴의 성능과 선박의 안전을 절충하여 적합한 제어 파라미터를 결정할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Path-following control is considered as one of the most fundamental skills to realize autonomous navigation of marine vessels in the ocean. This study addresses with the path-following control for a ship in which there are environmental disturbances in the directions of the surge, sway, and yaw moti...

주제어

#경로추종 제어   #자율운항   #유도원리   #오차 변수   #외력   #기준 경로  

참고문헌 (16)

  1. Aguiar, A. P. and J. P. Hespanha(2007), Trajectory Tracking and Path following of underactuated Autonomous Vehicles with Parametric Modeling Uncertainty. IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 52, No. 8, pp. 1362-1379. 

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  10. Lee, S. D., X. Xu, H. S. Kim, and S. S. You(2019), Adaptive Sliding Mode Control Synthesis of Maritime Autonomous Surface Ship, Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, Vol. 25, No. 3. pp. 306-312. 

    원문보기 상세보기

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  15. Zhang, G., X. Zhang, and Y. Zheng(2015) Adaptive Neural Path-following Control for Underactuated Ships in Fields of Marine Practice. Ocean Engineering. Vol. 104, pp. 558-567. 

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  16. Zheng, Z.(2020), Moving Path Following Control for a Surface Vessel with Error Constraint, Automatica, Vol. 118, 109040. 

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