초록 ▼

□ 연구개요
현재까지 개발된 대부분의 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템은 원격제어 형태이다. 이러한 시스템은 모선과의 케이블 연결로 복잡한 해양플랜트 구조물에서 작업 수행에 공간적 또는 운용적 제약이 발생하며, 고가의 운용비용, 그리고 운용자의 피로도, 해상 상태에 따라 운용시간이 결정되는 단점이 있다.
본 연구에서는 수중에서 능동적이고 자율적으로 거동하는 자율제어 형태의 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템의 플랫폼 및 제어기술을 개발한다. 소비에너지의 최소화 및 동적 안정성 향상을 위해 매니퓰레이터의 궤적생성 및 추종

□ 연구개요
현재까지 개발된 대부분의 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템은 원격제어 형태이다. 이러한 시스템은 모선과의 케이블 연결로 복잡한 해양플랜트 구조물에서 작업 수행에 공간적 또는 운용적 제약이 발생하며, 고가의 운용비용, 그리고 운용자의 피로도, 해상 상태에 따라 운용시간이 결정되는 단점이 있다.
본 연구에서는 수중에서 능동적이고 자율적으로 거동하는 자율제어 형태의 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템의 플랫폼 및 제어기술을 개발한다. 소비에너지의 최소화 및 동적 안정성 향상을 위해 매니퓰레이터의 궤적생성 및 추종제어 알고리즘을 연구 개발한다. 또한, 시스템의 동적위치유지제어를 위해 외란에 강인한 제어기를 설계한다. 동역학 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 타당성, 기초 성능을 확인하며, 시험용 플랫폼을 이용한 수조/실해역 시험을 통해 제안한 알고리즘의 성능을 검증한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 국내 연구논문
- 목표 : 2 건
- 실적 : 3 건
○ SCI급 연구논문
- 목표 : 1 건
- 실적 : 2 건
○ 학술대회 발표
- 목표 : 국내 0 건 / 국외 0 건
- 실적 : 국내 0 건 / 국외 3 건
○ 학위 배출 인력
- 목표 : 석사 2 명 / 박사 0 명
- 실적 : 석사 2 명 / 박사 0 명

□ 연구개발결과의 중요성
○ 학문적 의미
- 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템 설계를 통해 수중 요소설계에 대한 기반 기술 확보
- 동적 안정성을 향상시키기 위해 ZMP(Zero moment point) 개념을 적용한 여유 자유도 해석을 수행하여 매니퓰레이터의 관절각도 궤적을 생성하는 알고리즘을 제안함으로써, 수중 무인잠수정-매니퓰레이터 시스템의 요소제어에 대한 기반기술 확보
- 수중에서 모델 불확실성이나 강한 조류와 같은 외란에도 불구하고 임무를 성공적으로 수행하기 위해 슬라이딩 모드 제어기(SMC, Sliding mode controller)를 설계하였으며, 시뮬레이션과 수조/실해역 시험을 통해 알고리즘의 유효성을 확인
○ 기대 효과
- 무인잠수정의 플랫폼 개발 기술 확보를 통한 설계 관련 기술 축적
- 수중운동체의 효율적이고 외란에 강인한 제어기술 분야에 대한 전문 인력 양성

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1-1 연구개발의 필요성 ... 3
• 1-2 최종목표 ... 3
• 1-3 연구범위 및 방법 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1 연구수행내용 및 연구결과 총괄 ... 4
• 2-2 연도별 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 3-1 학문적 의미 ... 8
• 3-2 기대 효과 ... 8
• 3-3 향후 연구계획 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10