Path-Following Control for Unmanned Surface Vessel Using 1st System of Identified Unmanned Surface Vessel Dynamic Model and Path-Planning of Towed Unmanned Underwater Vehicles

Q: 이 논문에서 정의한 경로 추종 제어란 무엇인가?

무인수상정이 사전에 계획된 경로를 따라 자율적으로 운항할 수 있도록 제어하는 기술을 의미한다. 이는 무인수상정의 현재 위치와 목표 지점을 연결하는 직선 경로인 LOS 방식을 활용하여 운항 효율을 높이는 것을 포함한다.

Q: 예인형 무인수중정을 운용하는 무인수상정의 경로 추종 효율을 높이는 방법은 무엇인가?

연구 결과, 무인수상정과 무인수중정의 운동 모델 간 관계를 분석하여 경로를 수립하고 수선거리를 고려한 LOS 방법을 적용함으로써 경로 추종 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 단순화된 1차 선형 시스템 기반의 동적 모델을 통해 실시간 제어 성능을 최적화한다.

구평모; 유재관; 이원희

doi:10.7736/JKSPE.021.093

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자료유형: 학술저널

저자정보: 구평모 (LIG넥스원) 유재관 (LIG넥스원) 이원희 (LIG넥스원)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.39 No.1

발행연도: 2022.1

수록면: 35 - 44 (10page)

DOI: 10.7736/JKSPE.021.093

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This paper proposes a simplified path-following control method for an Unmanned Surface Vessel (USV) considering towed Unmanned Underwater Vehicles (UUV). For dealing with an effective USV dynamic model, 1st order of the linear system with time delay and gain value are applied rather than applying a non-linear dynamic model, and it is identified with real vessel data from several straight and turning experiments. Then, USV attitude and velocity are controlled by multi-loop Proportional-Derivative (PD) and proportional controller. A USV guidance scheme is derived through a UUV guidance scheme to support autonomous navigation for towed UUV, and combination of cross track and Line of Sight (LOS) guidance is presented for adaptive path following. Finally, to validate the performance of the proposed USV path-following control method with respect to the towed UUV guidance scheme, the results of simulations are presented.

#Unmanned surface vessel (무인수상정) #Unmanned underwater vehicle (무인수중정) #Dynamic model (동적 모델) #Attitude control (자세 제어) #Velocity control (속도 제어) #Path-following control (경로 추종 제어)

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