무어링 윈치시스템 제어를 위한 모델링 및 제어시스템 설계에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 다수의 윈치를 갖는 선박 및 수상구조물의 위치제어문제를 다룬다. 지금까지 윈치에 의해 고정되는 선박에 대한 운동제어문제는 지극히 수동적인 문제로 다루어져 왔으며, 적절한 장력을 유지 할 수 있도록 앵커링하여 두는 것이 전부였다고 하여도 과언이 아니다. 즉, 파도, 파랑 등의 외부환경에 노출되어 그 영향으로 계류되어 있는 수상구조물의 위치가 변하는 경우에도 적극적인 위치보상을 시도하지 않았다. 그래서 본 논문에서는 보조추진장치를 갖는 경우나 그렇지 않은 경우에도 윈치제어를 통해 위치보정이 가능하도록 하는 방안을 모색하는 문제를 다루고 있다. 본 연구는 단순히 메인윈치를 제어하는 문제에 국한하지 않고, 서브윈치 등의 보조 액추에이터를 이용하여 능동적이고 효과적으로 제어하는 방법을 모색하기 위한 기초연구라 할 수 있다. 그래서 본 논문에서는 우선 한 기의 윈치시스템 파일롯 모델을 제작하고 이를 독립적으로 제어하는 문제에 대해 고찰한다. 즉, 윈치가 와이어 로우프로 앵커에 연결되어 있을 때의 운동특성을 해석하고 모델링하였다. 이를 기초로 윈치제어를 위한 제어계를 설계하고 시뮬레이션 및 실험을 통해 제안된 방안에 대한 타당성과 유효성을 검증하였다.