Abstract
In this paper, an analysis results of towing force and towing points which are dominating factors to determine the behavior of towed ship are introduced. The towing force and towing points to achive the desired posture and its position of the towed vessel are derived based on simplified dynamics and linearization method. LQR algorithm for posture control is applied to linearized system and numerical simulation is also executed. Force based on COG(cneter of gravity) and gain of controller to achieve desired posture for target vessel are obtained by using Riccati matrix equation and pseudo inverse matrix is applied to analyze the relation between the derived force and its towing point. Based on this analysis method, towing force need to move the towed vessel from its initial position to target position can be calculated. The towing method including towing point and direction is also considered on this method. Finally, the relation between towing force and towing point is confirmed from the analysis and the results can be applied to arrangement of tug boats during salvage works.
본 연구는 피예인선의 거동을 결정짓는 예인선의 힘과 작용지점의 해석에 대해 언급하고 있다. 예인대상선박의 간략화된 동역학방정식을 바탕으로 선형화기법을 적용하여 목적으로 하는 피예인선의 자세와 위치를 달성하기 위한 예인력과 예인력이 가해져야 하는 지점을 도출하였다. 이를 위해 LQR제어기법을 적용하였으며, 수치적인 시뮬레이션을 수행하였다. 리카치방정식을 이용하여 피예인선의 자세제어를 위한 제어기 이득과 자세제어에 필요한 무게중심에서의 힘을 도출하였고, 도출한 힘과 예인지점의 역학적인 관계는 의사역행렬을 이용하여 구하였다. 이러한 해석기법을 바탕으로 피예인선을 초기위치로부터 목표위치로 예인할 때 예인지점 및 예인방식에 따른 예인력을 구할 수 있었다. 최종적으로 선박을 예인하기 위한 예인력은 예인지점과 방향에 밀접하게 연관되어 있는 것을 확인할 수 있었고 이러한 연구결과는 사고선박의 구난작업 시 예인선의 배치에도 적용이 가능할 것이다.
