RCGA를 이용한 도립진자 시스템의 파라미터 추정 및 안정화 제어

안종갑,이윤형,소명옥,진강규 제어로봇시스템학회 2005 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2005 No.10

GA-LADRC를 이용한 Mariner class vessel의 선수각 제어

안종갑,Jong-Kap AHN 한국수산해양기술학회 2023 수산해양기술연구 Vol.59 No.2

In this study, to control the heading angle of a ship, which is constantly subjected to various internal and external disturbances during the voyage, an LADRC (linear active disturbance rejection control) design that focuses more on improving the disturbance removal performance was proposed. The speed rate of change of the ship's heading angle due to the turn of the rudder angle was selected as a significant factor, and the nonlinear model of the ship's maneuvering equation, including the steering gear, was treated as a total disturbance. It is the similar process with an LADRC design for the first-order transfer function model. At this time, the gains of the controller included in LADRC and the gains of the extended state observer were tuned to RCGAs (real-coded genetic algorithms) to minimize the integral time-weighted absolute error as an evaluation function. The simulation was performed by applying the proposed GA-LADRC controller to the heading angle control of the Mariner class vessel. In particular, it was confirmed that the proposed controller satisfactorily maintains and follows the set course even when the disturbances such as nonlinearity, modelling error, uncertainty and noise of the measurement sensor are considered.

Design of an RCGA-based Linear Active Disturbance Rejection Controller for Ship Heading Control

안종갑,소명옥 한국항해항만학회 2020 한국항해항만학회지 Vol.44 No.5

A ship’s automatic steering system is the basis for addressing control difficulties related to course-changing and course-keeping during navigation through heading angle control, and is a link in realizing unmanned and autonomous ships. This study proposes a robust RCGA-based linear active disturbance rejection controller (LADRC) design method considering environmental disturbances, measurement noise, and model uncertainties in designing a ship heading controller for use when the ship is sailing. The LADRC consisted of a transient profile, a linear extended state observer, and a PD controller. The control gains in the LADRC with the linear extended state observer were adjusted by RCGAs to minimize the integral of the time-weighted absolute error (ITAE), which is an evaluation function of the control system. The proposed method was applied to ship heading control, and its effectiveness was validated by comparing the propulsive energy loss between the proposed method and a conventional linear PD controller. The simulation results showed that the proposed method had the advantages of lower propulsive energy loss, more robustness, and higher tracking precision than the conventional linear PD controller.

AHP 기법을 이용한 부유식 해상 풍력 단지 내 근해자망어업 위험 요인 분석

안종갑,박유진,정유진,안영수 한국수산해양기술학회 2023 수산해양기술연구 Vol.59 No.4

본 연구에서는 AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법을 사용하여 부유식 해상풍력단지(floating Offshore Wind Farms, floating OWF) 내에서 자망어업 시 예상되는 위험 요인에 대한 위험도와 어업 가능성에 대해 분석하였다. 이를 위해 부유식 해상풍력단지 내에서 자망어업 시 발생할 수 있는 위험을 충돌, 걸림, 감김으로 정의하였다. 그리고 이러한 위험을 발생시키는 위험 요인들을 3개의 상위 위험 요인과 10개의 하위 위험 요인으로 분류하고, 부유식 해상풍력단지 내에서 가능한 자망어업의 대안을 3개로 분류한 후 계층도를 수립하였다. 마지막으로 국내의 수산·해양 관련 전문가를 대상으로 설문조사를 수행하고 응답 결과를 분석하였다. 분석 결과, 상위 위험 요인 중에서는 어구 부설 시의 위험도가 가장 큰 것으로 나타났다. 각 상위 위험에 대한 하위 요인의 위험도는 각각 접안(계류) 시, 최종 양망 시점 시, 저층 그물 부설 시의 위험도가 가장 큰 것으로 나타났다. 대안들을 기준으로 통합 위험도 순위의 평균은 항해/조업의 전면 허용이 위험도가 가장 높은 것으로 나타났다. 통합 위험도의 최종순위 분석 결과, 저층 그물이 부설된 곳에서 항해/조업 전면 허용 순위가 1위로 나타난 반면, 단지 내 선박 이동 시 항해/조업 금지는 통합 위험도 순위가 가장 낮은 30위로 분석되었다.이를 통해 부유식 해상풍력단지 내에서의 자망어업 가능성은 높지 않을 것으로 분석한 반면, 선박의 항해는 가능할 것으로 분석하였다. In this study, the AHP (analytic hierarchy process) technique was used to analyze the risk of expected risk factors and fishing possibilities during gillnet fishing within the floating offshore wind farms (floating OWF). For this purpose, the risks that may occur during gillnet fishing within the floating offshore wind farms were defined as collisions, entanglements, and snags. In addition, the risk factors that cause these risks were classified into three upper risk factors and ten sub risk factors, and the three alternatives to gillnet fishing available within the floating OWF were classified and a hierarchy was established. Lastly, a survey was conducted targeting fisheries and marine experts and the response results were analyzed. As a result of the analysis, among the top risk factors, the risk was the greatest when laying fishing gear. The risk of the sub factors for each upper risk was found to be the highest at the berthing (mooring), the final hauling of fishing net, and the laying of the bottom layer net. Based on the alternatives, the average of the integrated risk rankings showed that allowing full navigation/fisheries had the highest risk. As a result of the final ranking analysis of the integrated risk, the overall ranking of allowing navigation/fisheries in areas where bottom layer nets were laid was ranked the first when moving vessels within the floating OWF was analyzed as the lowest integrated risk ranking of the 30th at the ban on navigation/fisheries. Through this, navigation was analyzed to be possible while it was analyzed that the possibility of gillnet fishing within the floating OWF was not high.

RCGA를 이용한 도립진자 시스템의 파라미터 추정 및 안정화 제어

안종갑,이윤형,유희한,소명옥,진강규,Ahn, Jong-Kap,Lee, Yun-Hyung,Yoo, Heui-Han,So, Myung-Ok,Jin, Gang-Gyoo 한국마린엔지니어링학회 2006 한국마린엔지니어링학회지 Vol.30 No.6

This paper presents a scheme for the parameter estimation and stabilization of unstable systems, such as inverted pendulum systems. First a stable feedback loop is constructed for an inverted pendulum system and then its parameters are estimated based on input-output data, a real-coded genetic algorithm(RCGA) and the model adjustment technique. Then, a PI-type LQ control scheme is designed based on the estimated model. The performance of the proposed algorithm is demonstrated through a set of simulation and experiment.

실수코딩 유전알고리즘을 이용한 시스템 식별

안종갑,이윤형,진강규,소명옥,Ahn, Jong-Kap,Lee, Yun-Hyung,Jin, Gang-Gyoo,So, Myung-Ok 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회지 Vol.31 No.5

This paper presents a method for identifying various systems based on input-output data and a real-coded genetic algorithm(RCGA). The advantages of this technique are, first, it is not dependent on the deterministic or stochastic nature of the systems and, second, the globally optimized models for the original systems can be identified without the need of a differentiable measure function of linearly separable parameters. Under suitable hypotheses, the estimation error is shown to converge in probability to zero. The performance of the proposed algorithm is demonstrated through several simulations.

실습선 승선실습 만족이 해기 교육생의 진로 동기에 미치는 영향

안종갑,박유진,정유진,안영수 한국수산해양기술학회 2022 수산해양기술연구 Vol.58 No.1

본 연구에서는 실습선 승선실습 만족이 학생들의 진 로 동기에 어떤 영향을 미치는지를 조사하였다. 연구 결과 학생 개인 또는 팀별로 주어지는 과제물에 대한 양적, 질적 만족 및 과제물의 수행 과정에서 성취하게 되는 만족감과 실습선 승선실습 동안 생활하는 거주공 간에 대한 만족은 진로 동기에 유의한 양의 영향을 미치 는 것으로 나타났다. 이를 통해 과제물은 현재 자신의 학습 수준을 알고 향후 학습 목표를 설정할 수 있게 해주 며, 거주공간의 만족은 해기사로서 승선 여부를 결정짓 는 실질적인 요인인 것을 알 수 있었다. 반면, 시설이나 장비 상태 적정성에 대한 만족은 진로 동기에 유의한 음의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 통해 실습선 승선실습 동안 학생들에게 항해 시 발생할 수 있는 상황 들을 되도록 많이 경험할 수 있도록 해주는 것이 중요하 다는 것을 알 수 있었다. 진로 동기에 유의한 영향을 미치는 이러한 요인들은 선박이라는 특수한 직업 환경 속에서 실제적인 경험을 통해 능력이나 적응력을 키울 수 있다는 공통점을 가지 고 있는 것으로 생각된다. 그러므로 실습선 승선실습을 통해 선원으로서의 진로 동기를 향상시키기 위해서는 실습선 승선실습 동안 선원이 가져야 할 능력을 직접 경험하고, 조작하고, 적응하는 과정이 제공되어야 할 것 이다. 이러한 결과는 실습선 승선실습 교육 프로그램의 구성과 실습선의 유지보수를 위한 방향성을 제시해 줄 수 있다. 그러나 본 연구는 경상국립대학교 학생들을 대상으로 진행되었기 때문에 본 연구의 결과를 수산·해양계 전체 로 일반화시키기에는 한계를 가지고 있다. 또한 진로 정체성, 진로 통찰력, 진로 탄력성에 유의한 영향을 미치 지 않고 기각된 가설에 대해서는 좀 더 구체적으로 알아 볼 필요가 있을 것으로 생각한다.

근해통발 조업안전 및 어로장비 개발을 위한 설문조사 분석

안종갑,박유진,정금철,안영수 한국수산해양기술학회(구 한국어업기술학회) 2021 한국수산해양기술학회 학술발표대회 Vol.2021 No.08

자율무인잠수정의 비선형 PD심도제어

안종갑,고건,소명옥 한국수산해양교육학회 2019 水産海洋敎育硏究 Vol.31 No.4

The purpose of this research is to study AUV (Autonomous Underwater Vehicle) depth control using a nonlinear controller which is more adaptive and robust than existing linear controllers. For depth control of AUV, nonlinear P controller is designed as pitch controller in the outer loop and nonlinear PD controller is designed as pin controller in the inner loop. The parameter gains of each controllers are tuned through RCGAs (Real-Coded Genetic Algorithms), one of the optimization techniques, and ITAE (Integral of Time-weighted Absolute Error) is used as an evaluation function. By using the proposed nonlinear controller, depth control of AUV nonlinear model is performed through computer simulation. The designed nonlinear controller shows satisfied performance for target depth tracking, continuous disturbance, and noise.

선박의 추진에너지 손실을 고려한 RCGA기반 PID형 자동조타시스템

안종갑,이윤형,진강규,소명옥 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.추계

대양 항행하는 거의 모든 선박에서 항해사를 도와 선박의 회두각 유지 및 변침을 목적으로 사용되는 일반적인 오토파일럿 시스템은 대부분 PID형 제어기가 장착되어 있다. 오토파일럿 시스템의 제어상수는 운항 경제성 관점에서 선박의 추진 에너지 손실량(연료소비량)으로써 평가해야 한다. 본 논문에서는 선박 자동 조타 시스템의 정량적인 평가함수를 바탕으로 추진 에너지 손실량이 최소가 되도록 오토파일럿의 제어상수를 구하고자 한다. 이 때 제약조건, 즉 설계사양을 고려한 RCGA를 이용하여 제어상수를 탐색하고, 제안한 방법을 시뮬레이션을 통해 검증한다.