KR101763062B1 - 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법 - Google Patents

해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법 Download PDF

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조성락
강국진
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Abstract

본 발명은, 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물의 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 각 장비들이 중복으로 설치되어 있지 않더라도 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있도록 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법{Fault-tolerant system and method of dynamic position system for floating-type offshore structure}
본 발명은 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등과 같은 부유식 해양구조물(10)의 경우, 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 작업위치를 유지하거나 위험상황에서 벗어나기 위한 이동을 하는 등의 능동위치제어를 수행한다. 그리고 일부 추진기(15)의 고장이 발생하여 제 기능을 발휘하지 못할 경우를 대비하여 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등을 복수로 설치하여 운영하고 있다.
하지만, 이는 전체 능동위치제어에서 각 장비들의 중복(Redundancy)으로 인하여 초기설계의 복잡화를 불러일으키며 제한된 공간 활용에 큰 문제를 일으킨다. 또한 중복으로 설치되는 장비들에 대한 추가적인 비용이 발생하는데, 이는 유지보수 및 운영의 효율화를 위한 큰 걸림돌로 작용하고 있다.
선박의 동적위치제어 시스템 (특허출원 제10-2014-0052160호)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 해양구조물의 능동위치제어에서 각 장비들이 중복으로 설치되어 있지 않더라도 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있도록 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
복수 개의 추진기를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물에 있어서,
상기 추진기의 고장 여부를 판별하는 고장판별부;
일부 추진기의 고장판별 시 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 생성하는 알고리즘생성부; 및
상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기의 출력과 방향을 제어하는 제어부;
를 포함하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템을 제공한다.
상기 제어부는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있다.
상기 고장판별부는 상기 제어부의 제어신호와 인버터의 작동신호를 비교하여 상기 추진기의 고장 여부를 판별하되, 상기 제어신호와 상기 작동신호가 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장 난 것으로 판별한다.
상기 인버터는 상기 추진기의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 포함한다.
상기 인버터는 복수 개의 추진기에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기를 개별적으로 제어하는바, 이를 위해 상기 복수 개의 추진기와 동일한 개수의 상기 인버터가 상기 각각의 추진기에 일대일로 연결되거나, 하나의 인버터가 상기 복수 개의 추진기에 동시다발적으로 연결된다.
상기 고장판별부는 고장 난 추진기의 개수와 위치, 고장 난 추진기의 작동상태(고장 난 추진기가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물의 현재위치를 포함하여 판별한다.
상기 알고리즘생성부는 상기 해양구조물의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성한다.
상기 알고리즘생성부는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있다.
상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는바, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘은 상기 추진기의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태를 갖는다.
고장 난 추진기가 작동을 완전히 멈춘 경우라면, 상기 알고리즘생성부는,
나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성한다.
고장 난 추진기가 작동은 하되 상기 제어부가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부는,
나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향만으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하거나,
상기 고장 난 추진기와 나머지 정상 작동하는 추진기 모두의 출력과 방향으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성한다.
상기 제어부는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)의 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는바, 이 경우 상기 제어부는 상기 해양구조물이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기를 계속 작동시키거나 상기 추진기의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행한다.
또한 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,
복수 개의 추진기를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물에 있어서,
제어부가 인버터에 대한 제어신호를 생성하는 단계;
상기 인버터가 상기 추진기에 대한 작동신호를 생성하는 단계;
고장판별부가 상기 제어신호와 상기 작동신호를 비교하여 상기 제어신호와 상기 작동신호가 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장 난 것으로 판별하는 단계;
일부 추진기의 고장판별 시 알고리즘생성부가 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 생성하는 단계; 및
제어부가 상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기의 출력과 방향을 제어하는 단계;
를 포함하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 해양구조물의 일부 추진기에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있는바, 기존처럼 전체 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 장비를 중복으로 설치할 필요가 없으며, 이로써 복잡한 해양구조물의 초기설계, 제작, 설치, 운영 전체에 걸쳐 매우 큰 경제적 이익을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템의 개략적인 작동순서도.
도 2는 본 발명에 따른 능동위치제어 상황을 보여주는 실시 예.
도 3은 해양구조물의 능동위치제어를 위한 추진기의 일반적인 배치 모습.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템의 개략적인 작동순서도이다. 그리고 도 2는 본 발명에 따른 능동위치제어 상황을 보여주는 실시 예이다.
본 발명은 도 2, 도 3에서 보는 바와 같이 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 부유식 해양구조물(이하, ‘해양구조물’이라 함)(10)에 적용되는 것으로, 기본적으로는 고장판별부(13), 알고리즘생성부(14) 및 제어부(11)를 포함하여 작동한다. 여기서, 해양구조물(10)이라 함은 선박, 해양플랜트 및 수중로봇 등을 포함하는 개념이다.
제어부(11)는 해양구조물(10)의 능동위치제어를 위한 통합적 기능을 수행하는 것으로, 이러한 제어부(11)는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있다.
제어부(11)는 일차적으로 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호(전류 또는 전압)를 생성한다. 그리고 인버터(12)는 상기 제어부(11)의 제어신호에 따라 추진기(15)를 작동시킨다. 본 발명에서 인버터(12)는 추진기(15)의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 모두 포함하는 개념으로, 추진기(15)는 프로펠러 회전용 모터에 관한 인버터(12)의 작동에 따라 그 출력(속도)이 변하거나 아지무싱용 모터에 관한 인버터(12)의 작동에 따라 그 방향이 변한다. 따라서 추진기(15)는 원칙적으로는 제어부(11)의 제어신호에 일치하도록 그 출력과 방향이 조절된다. 여기서, ‘원칙적으로’라 함은 추진기(15)가 고장 나지 않고 정상 작동하는 경우를 의미한다. 추진기(15)가 작동하면 그 작동상태 값대로 인버터(12)의 작동신호(전류 또는 전압)가 생성된다. 물론 추진기(15)가 정상 작동하는 경우라면 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치한다.
한편, 인버터(12)는 복수 개의 추진기(15)에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기(15)를 개별적으로 제어한다. 이는, 추진기(15)와 동일한 개수의 인버터(12)가 각각의 추진기(15)에 일대일로 연결되는 형태일 수도 있고, 하나의 인버터(12)가 복수 개의 추진기(15)에 동시다발적으로 연결되는 형태일 수도 있다.
능동위치제어 상황에서, 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보에 따라 추진기(15)의 작동 계속 여부를 결정한다. 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들이는데, 만약 해양구조물(10)이 작업위치를 벗어난 사실을 감지하면 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하여 해양구조물(10)을 본래의 위치로 복귀시키며, 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)을 통해 상기 복귀 사실을 감지하면 추진기(15)의 작동을 멈춘다. 물론 이 경우 본래의 위치를 유지하기 위하여 추진기(15)를 계속 작동시키거나 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 줄 수도 있다.
고장판별부(13)는 제어부(11)의 제어신호(전류 또는 전압)와 인버터(12)의 작동신호(전류 또는 전압)를 받아들이며, 상기 제어신호와 상기 작동신호를 비교하여 추진기(15)의 고장 여부를 판별한다. 이 경우, 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하면 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별하며 제어신호와 작동신호가 일치하지 않으면 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별한다. 제어신호와 작동신호가 일치하지 않는다는 것은 제어부(11)가 조정하는 대로 추진기(15)가 작동하지 않음을 뜻하기 때문이다.
이 때, 고장판별부(13)는 추진기(15)의 고장 사실만 단순 판별하는 것이 아니라, 나아가 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태까지 판별한다. 여기서, ‘고장 난 추진기(15)의 작동상태를 판별한다’함은 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지를 판별함을 의미한다. 또한 고장판별부(13)는 해양구조물(10)의 현재위치를 판별한다. 이는 고장판별부(13)가 제어부(11)로부터 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들임으로써 가능하다.
이와 관련하여 도 2를 예로 들어 설명한다. 도 2에서 해양구조물(10)은 능동위치제어를 수행하기 위하여 P1에서 P6까지 총 6개의 추진기(15)를 구비한다. 원칙적으로 이들 총 6개의 추진기(15)에 대한 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치할 것이며 이 경우 고장판별부(13)는 모든 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별할 것이다. 하지만, 만약 P3 추진기(15)가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈추게 되면, P3 추진기(15)에 대한 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호는 일치하지 않게 될 것이다. 즉, 제어부(11)의 제어신호 중 전류 또는 전압 값과 인버터(12)의 작동신호 중 전류 또는 전압 값의 어느 하나 이상이 일치하지 않게 되는 것이다. 이 경우 고장판별부(13)는 P3 추진기(15) 1개가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈춘 것으로 판별하며, 이와 더불어 해양구조물(10)의 현재위치를 판별하게 된다.
추진기(15)의 고장 발생 시 알고리즘생성부(14)는 고장판별부(13)의 정보를 받아들인다. 여기서, 고장판별부(13)의 정보에는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태, 해양구조물(10)의 현재위치에 관한 정보가 포함된다. 알고리즘생성부(14)는 상기 고장판별부(13)의 정보에 기초하여 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘, 즉 정상 작동하는 나머지 추진기(15)만으로 능동위치제어를 수행하기 위한 알고리즘을 생성한다. 제어부(11)는 알고리즘생성부(14)의 고장허용 알고리즘을 받아들이며, 상기 고장허용 알고리즘에 따라 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 출력과 방향을 제어한다. 도 2의 예에서, 알고리즘생성부(14)는 P3를 제외한 나머지 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하며 이에 따라 제어부(11)는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하여 능동위치제어를 수행한다.
이하, 도 2를 참조하여 알고리즘생성부(14)의 기능에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2의 예는 해양구조물(10)의 현재위치가 목표위치(목표위치라 함은 대부분의 경우 작업위치를 의미한다) 반경 이상 벗어난 경우를 전제로 한다.
알고리즘생성부(14)는 우선 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치 간의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 이동할 수 있도록 하는 적절한 고장허용 알고리즘을 생성한다.
도 2의 예에서, 바람, 파도, 얼음 등의 외력에 의하여 해양구조물(10)이 정해진 목표위치 반경에서 벗어난 경우, 제어부(11)는 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보에 따라 현재위치를 감지하고, 해양구조물(10)의 자세(헤딩각 등)에 따라 목표위치로 이동하기 위한 6개의 추진기(15)를 제어한다. 원칙적으로 6개의 추진기(15)가 모두 정상 작동하면서 목표위치 반경을 벗어난 경우라면, 6개의 추진기(15)는 제 각각 목표위치를 향해 아지무싱하여 회전을 한 후 조금씩 출력을 높여 목표위치로 이동하면서 해양구조물(10)의 자세 변화에 따라 실시간으로 방향을 바꾸어 가면서 능동위치제어를 수행하게 될 것이다.
하지만, P3 추진기(15)가 고장으로 인해 작동을 완전히 멈추게 되면, 현 고장 상황에 맞게 나머지 추진기(15)의 출력을 제어하는 고장허용 알고리즘이 작동하게 된다. P3 추진기(15)의 고장 시 P1, P2 추진기(15)의 출력 합(合)에 비해 P4, P5, P6 추진기(15)의 출력 합이 크게 발생하기 때문에 해양구조물(10)의 안전성 및 운동성에 문제가 발생할 수 있다. 이 때, 예를 들면 P4, P5, P6 추진기(15) 각각의 출력을 P1, P2 추진기(15) 각각의 출력과 비교하여 약 33% 정도 적게 발생하도록 하여 해양구조물(10)이 비록 목표위치로의 이동속도는 늦더라도 안정적으로 이동하도록 고장허용 알고리즘을 수행할 수 있는 것이다.
이 경우, 고장허용 알고리즘은 하나 또는 둘 이상이 생성될 수 있는데, 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있다.
또한, 고장허용 알고리즘에는 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령이 포함된다. 따라서, 도 2의 예에서, 정상 작동하는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)는 그 출력과 방향이 개별적으로 설정된다. 이는 P1, P2, P4, P5, P6 추진기(15)의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 2개 또는 3개 등 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 고장 난 추진기(15)의 작동상태, 즉 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지에 따라 알고리즘생성부(14)의 작동 형태는 달라질 수 있다.
만약 고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈춘 경우라면 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성한다. 하지만, 고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면 알고리즘생성부(14)는 다음의 두 가지 형태의 고장허용 알고리즘을 모두 생성한다. 그 첫 번째는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 경우로서, 이 경우 고장허용 알고리즘에는 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함된다. 두 번째는 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 경우로서, 이 경우 고장허용 알고리즘에는 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함된다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
S1 : 제어부(11)가 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)의 정보를 실시간으로 받아들인다.
S2 : 제어부(11)가 해양구조물(10)이 목표위치 반경(작업위치)을 벗어난 사실을 감지하면 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성한다.
S3 : 인버터(12)가 제어부(11)의 제어신호에 따라 추진기(15)를 작동시키고 그 작동상태 값대로 작동신호를 생성한다.
S4 : 고장판별부(13)가 제어부(11)의 제어신호와 인버터(12)의 작동신호를 비교하여 추진기(15)의 고장 여부를 판별한다. 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하면 추진기(15)가 정상 작동하는 것으로 판별하며, 이 경우 알고리즘생성부(14)는 작동하지 않는다.
S5 : 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)(16)이 추진기(15)의 작동에 따른 해양구조물(10)의 위치변화 정보를 실시간으로 생성한다. 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 기본적으로 제어부(11)는 추진기(15)의 작동을 멈춘다. 하지만 본래의 위치를 유지하기 위하여 추진기(15)를 계속 작동시키거나 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 줄 수도 있다.
S6 : S4에서 고장판별부(13)는 제어신호와 작동신호가 일치하지 않으면 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별하며, 이 경우 알고리즘생성부(14)는 상기 고장판별부(13)의 정보에 기초하여 정상 작동하는 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘, 즉 정상 작동하는 나머지 추진기(15)만으로 능동위치제어를 수행하기 위한 알고리즘을 생성한다.
S7 : 제어부(11)는 상기 고장허용 알고리즘에 따라 정상 작동하는 나머지 추진기(15)를 조정하기 위한 제어신호를 생성한다. 이하, 상기 S3, S4, S5의 과정이 반복 수행된다.
상기 과정에 의하면, 해양구조물(10)의 일부 추진기(15)에 고장이 발생하였을 때 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 통하여 원활한 능동위치제어를 수행할 수 있다. 따라서 기존처럼 전체 능동위치제어에서 발전기, 제어기, 전원 및 제어라인 등의 장비를 중복으로 설치할 필요가 없으며, 이로써 복잡한 해양구조물(10)의 초기설계, 제작, 설치, 운영 전체에 걸쳐 매우 큰 경제적 이익을 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 해양구조물 11 : 제어부
12 : 인버터 13 : 고장판별부
14 : 알고리즘생성부 15 : 추진기
16 : 위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)

Claims (26)

  1. 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물(10)에 있어서,
    상기 추진기(15)의 고장 여부를 판별하는 고장판별부(13);
    일부 추진기(15)의 고장판별 시 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하는 알고리즘생성부(14);
    위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)에 의해 생성되는 상기 복수 개의 추진기의 작동에 따른 해양구조물의 위치변화 정보를 실시간으로 받아들이며, 해양구조물이 목표위치 반경을 벗어난 사실을 감지하는 경우 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성하고, 상기 고장허용 알고리즘에 따라 해양구조물의 헤딩각에 따라 해양구조물을 목표위치로 이동시키기 위한 상기 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하며, 상기 위성항법시스템 또는 위성항법보정시스템에 의해 생성되는 상기 위치변화 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는 제어부(11); 및
    상기 제어부의 제어신호에 따라 복수 개의 추진기를 작동시키며, 복수 개의 추진기 각각의 작동상태 값대로 작동신호를 생성하는 인버터(12);를 포함하며,
    상기 고장판별부는 상기 제어부의 제어신호에 대한 전류값 혹은 전압값과 상기 인버터(12)의 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값을 비교하여, 상기 제어신호에 대한 전류값 또는 전압값과 상기 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값 중 어느 하나 이상이 일치하지 않는 경우 상기 추진기가 고장난 것으로 판별하고, 일치하는 경우 상기 추진기가 정상 작동하는 것으로 판별하며,
    만약 상기 복수 개의 추진기 중 특정 추진기가 고장으로 인해 작동을 멈추는 경우에 상기 알고리즘생성부를 통해 생성되는 고장허용 알고리즘은,
    고장난 추진기가 포함된 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력과 고장나지 않은 추진기들의 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력을 서로 비교한 후, 고장나지 않은 추진기들 각각의 출력을 상기 고장난 추진기의 출력에 상응하는 퍼센테이지만큼 낮추도록 하는 고장허용 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(11)는 컴퓨터 장치에 의해 자동으로 작동할 수도 있고 사람의 조작에 의해 수동으로 작동할 수도 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 인버터(12)는 상기 추진기(15)의 프로펠러 회전용 모터에 관한 것과 아지무싱용 모터에 관한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 인버터(12)는 복수 개의 추진기(15)에 일대일로 매칭되어 각각의 추진기(15)를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수 개의 추진기(15)와 동일한 개수의 상기 인버터(12)가 상기 각각의 추진기(15)에 일대일로 연결되거나, 하나의 인버터(12)가 상기 복수 개의 추진기(15)에 동시다발적으로 연결되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장판별부(13)는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태(고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물(10)의 현재위치를 포함하여 판별하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 알고리즘생성부(14)는 상기 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 추진기(15)의 출력과 방향이 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈춘 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하되, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘에는 상기 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성된 고장허용 알고리즘을 생성하되, 이 경우 상기 고장허용 알고리즘에는 상기 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  16. 삭제
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(11)는 상기 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기(15)의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물(10)의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기(15)를 계속 작동시키거나 상기 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 시스템.
  18. 복수 개의 추진기(15)를 이용하여 능동위치제어를 수행하는 해양구조물(10)에 있어서,
    위성항법시스템(GPS) 또는 위성항법보정시스템(DGPS)에 의해 생성되는 상기 복수 개의 추진기의 작동에 따른 해양구조물의 위치변화정보를 실시간으로 받아들이는 제어부(11)가 상기 해양구조물이 목표위치 반경을 벗어난 사실을 감지하는 경우 인버터(12)의 작동을 위한 제어신호를 생성하는 단계;
    상기 인버터(12)가 상기 제어부의 제어신호에 따라 복수 개의 추진기를 작동시키며, 복수 개의 추진기 각각의 작동상태 값대로 상기 추진기(15)에 대한 작동신호를 생성하는 단계;
    고장판별부(13)가 상기 제어신호에 대한 전류값 혹은 전압값과 상기 인버터(12)의 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값을 비교하여 상기 제어신호에 대한 전류값 또는 전압값과 상기 작동신호에 대한 전류값 또는 전압값 중 어느 하나 이상이 일치하지 않는 경우 상기 추진기(15)가 고장 난 것으로 판별하고, 일치하는 경우 상기 추진기가 정상 작동하는 것으로 판별하는 단계;
    일부 추진기(15)의 고장판별 시 알고리즘생성부(14)가 나머지 추진기(15)의 고장허용 알고리즘을 생성하는 단계; 및
    제어부(11)가 상기 고장허용 알고리즘에 따라 상기 추진기(15)의 출력과 방향을 제어하며, 상기 위성항법시스템 또는 위성항법보정시스템에 의해 생성되는 상기 위치변화 정보에 따라 상기 추진기의 작동 계속 여부를 결정하는 단계;
    를 포함하며,
    만약 상기 복수 개의 추진기 중 특정 추진기가 고장으로 인해 작동을 멈추는 경우에 상기 알고리즘생성부를 통해 생성되는 고장허용 알고리즘은,
    고장난 추진기가 포함된 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력과 고장나지 않은 추진기들의 추진기 그룹에 대한 각 추진기들의 출력을 서로 비교한 후, 고장나지 않은 추진기들 각각의 출력을 상기 고장난 추진기의 출력에 상응하는 퍼센테이지만큼 낮추도록 하는 고장허용 알고리즘인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 고장판별부(13)는 고장 난 추진기(15)의 개수와 위치, 고장 난 추진기(15)의 작동상태(고장 난 추진기(15)가 작동을 완전히 멈추었는지 아니면 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는지 여부), 상기 해양구조물(10)의 현재위치를 포함하여 판별하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 알고리즘생성부(14)는 상기 해양구조물(10)의 현재위치와 목표위치와의 상대거리 및 방향을 산정하고 이에 기반을 두어 상기 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 알고리즘생성부(14)는 상기 고장허용 알고리즘을 하나 또는 둘 이상 생성하며, 상기 고장허용 알고리즘이 둘 이상 생성되는 경우 상기 제어부(11)는 여러 고장허용 알고리즘에 차등을 두어 일부 또는 전부를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 고장허용 알고리즘은 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 개별적으로 설정하는 명령을 포함하는바, 이 경우 상기 추진기(15)의 출력과 방향은 모두 다르게 설정되거나 반대로 모두 동일하게 설정되거나 아니면 일부 추진기(15)의 출력과 방향만 동일하게 설정되는 형태인 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  23. 삭제
  24. 청구항 18에 있어서,
    고장 난 추진기(15)가 작동은 하되 상기 제어부(11)가 조정하는 것과 다르게 작동하는 경우라면, 상기 알고리즘생성부(14)는,
    나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향만으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기(15)의 작동을 정지하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하거나,
    상기 고장 난 추진기(15)와 나머지 정상 작동하는 추진기(15) 모두의 출력과 방향으로 구성되되 이 경우 상기 고장 난 추진기(15)의 현재 출력과 방향을 감안하여 상기 나머지 정상 작동하는 추진기(15)의 출력과 방향을 설정하는 명령이 포함되는 고장허용 알고리즘을 생성하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
  25. 삭제
  26. 청구항 18에 있어서,
    상기 제어부(11)는 상기 해양구조물(10)이 목표위치 반경 안으로 복귀하면 상기 추진기(15)의 작동을 멈추거나, 상기 해양구조물(10)의 위치를 유지하기 위하여 상기 추진기(15)를 계속 작동시키거나 상기 추진기(15)의 출력과 방향에 변화를 주는 것을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 해양구조물의 고장허용 능동위치제어 방법.
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