WO2016159429A1 - 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 및 방법 - Google Patents

통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 및 방법 Download PDF

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WO2016159429A1
WO2016159429A1 PCT/KR2015/003718 KR2015003718W WO2016159429A1 WO 2016159429 A1 WO2016159429 A1 WO 2016159429A1 KR 2015003718 W KR2015003718 W KR 2015003718W WO 2016159429 A1 WO2016159429 A1 WO 2016159429A1
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ship
simulator
control signal
signal
output interface
Prior art date
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PCT/KR2015/003718
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English (en)
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Inventor
이수태
이수규
천상규
김주원
이창의
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주식회사 파나시아
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a system for testing and verifying performance before mounting a ship's dynamic positioning control system on a ship, and provides a single integrated input / output interface for performing HIL (Hardware In The Loop Simulation) To a verification system for a dynamic positioning control system of a ship.
  • HIL Hard In The Loop Simulation
  • the Dynamic Positioning Controller System is a system that allows a ship to maintain a fixed position in the sea or automatically maintain a predetermined path without using anchor with anchor or anchor. (Station Keeping).
  • the DPC system is very important in terms of ship safety and mission completion. For example, if the DPC system of a drilling rig that drills oil in the deep sea fails to operate properly, the drill ship may move to the wrong location and the connection of the petroleum connector connected to the deep sea may be disconnected. At this time, the oil from the disconnected pipe causes unrecoverable damage to the marine ecosystem, causing serious economic loss, and threatening the safety of workers on board the ship.
  • a ship operating in a distant ocean may be affected by an unexpected ship failure (such as sensor failure or abnormal condition) or an external environment (abnormal speed of waves, intensity of waves outside the expected range, etc.)
  • an unexpected ship failure such as sensor failure or abnormal condition
  • an external environment abnormal speed of waves, intensity of waves outside the expected range, etc.
  • the DPC system On the other hand, if the DPC system is installed in a real ship, it must be connected to a large number of devices. If the DPC system does not operate normally after installation on the ship, the task of replacing the new DPC system on the ship is to disconnect and re- need. This requires a lot of time-consuming effort and can not rule out the possibility of a lot of wires being connected incorrectly. If the actual ship is located in a distant ocean, there are many problems such as the difficulty of carrying a new DPC system from a land to a distant ocean where ships exist.
  • the factory inputs the sensor signal simulated by the manufacturer into the DPC system and performs a so-called Factory Acceptance Test (FAT), which monitors the response of the DPC system. It has a disadvantage in that it can not verify the DPC system for a wide range of simulation situations.
  • FAT Factory Acceptance Test
  • DPC system has been tested by HIL (Hardware In The Loop Simulation) simulation instead of ship.
  • HIL Hard In The Loop Simulation
  • DPC system must be connected to many simulator devices such as actuator simulator, PMS simulator, / Must be physically connected.
  • a preparation time is too much needed to perform the simulation on the DPC system.
  • Another object of the present invention is to verify that the DPC system has been completed by the designer and can be verified by the HIL test connected to the simulator instead of the ship before mounting the DPC system on the ship, You can get an opportunity. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a verification system for a dynamic position setting control system for a ship capable of precisely testing a malfunction or abnormal operation of components necessary for operation in the DPC system.
  • a verification system for verifying a dynamic positioning control system for generating a control signal including a final destination information of a ship based on a simulated sensor signal according to the present invention
  • An actuator simulator for continuously generating a modeled control signal including thrust information by receiving a control signal including final target information of the ship, a ship simulator for performing a ship motion analysis by receiving the modeled control signal,
  • a sensor simulator for measuring a simulated sensor signal in a simulator and an integrated input / output interface for providing a single integrated connection port, wherein the integrated input /
  • the configuration control system and the verification system Through to my connection ports, characterized in that to obtain accurate test results for a provide convenience and model control signals and the simulated sensor signals of the test performed.
  • the verification system changes data of communication type into data of analog type and transmits the data to the dynamic location setting control system or converts analog type data into communication type data And an analog signal simulator for transmitting the analog signal to the actuator simulator, thereby providing convenience of test execution and obtaining accurate test results for the modeled control signal and the simulated sensor signal.
  • control signal according to the present invention includes signal information for controlling at least one of a shaft speed and a rotation direction of an actuator to provide convenience of test execution, And an accurate test result on the sensor signal can be obtained.
  • the sensor simulator includes a plurality of GPS sensors for measuring a signal from a satellite and detecting a position of the ship, and a plurality A plurality of simulated sensor signals are transmitted to the dynamic position setting control system, including at least two of the plurality of sonar sensors, so as to provide convenience of test execution and obtain accurate test results for the modeled control signal and the simulated sensor signal .
  • a verification method for a dynamic positioning control system of a ship wherein when the sensor simulator generates a simulated sensor signal, the integrated input / A control signal output step of generating a control signal including the final object information of the ship on the basis of the simulated sensor signal transmitted by the controller according to the internal algorithm and transmitting the control signal to the integrated input / output interface, And a control unit for receiving the control signal including the final object information of the ship from the ship simulator and generating a modeled control signal including the thrust information, Ship simulation stage performing analysis And a feedback step of generating a new control signal based on the modeled control signal and the simulated sensor signal received by the controller through the integrated input / output interface
  • the verification method includes connecting the dynamic location setting control system and the verification system to one connection port in a process of performing simulation for the dynamic location setting control system, Signal and a simulated sensor signal can be obtained.
  • the step of generating the thrust information signal according to the present invention further includes a step of transmitting a modeled control signal including thrust information to the ship simulator, Signal and a simulated sensor signal can be obtained.
  • the step of generating the thrust information signal according to the present invention further includes the step of transmitting the modeled control signal including the thrust information to the integrated input / output interface to be fed back to the controller, And accurate test results for the modeled control signal and the simulated sensor signal can be obtained.
  • the step of measuring the simulated sensor signal according to the present invention further includes a step of transmitting the simulated sensor signal to the integrated input / output interface and feeding back the signal to the controller, And the accurate test result on the control signal and the simulated sensor signal can be obtained.
  • a method for verifying a dynamic position setting control system of a ship comprising the steps of: A control signal outputting step of generating a control signal including information and transmitting the control signal to the analog signal I / O module, the analog signal I / O module converting the control signal into an analog form and transmitting the analog signal to the analog signal simulator, An analog signal generating step of converting an analog control signal into a communication form and transmitting the control signal to the actuator simulator, and a thrust information signal generating step of generating a modeled control signal including the thrust information by receiving the control signal of the communication type And a model in which the ship simulator includes thrust information And a simulator sensor signal measuring step of the sensor simulator measuring the position of the ship simulator, wherein the verification method comprises a simulation for the dynamic positioning control system In this process, all or a part of the interface is provided in an analog form to provide a simulated situation similar to that of an actual ship, thereby obtaining accurate test results for the verification method
  • the step of generating the thrust information signal according to the present invention may further include the step of transmitting the modeled control signal including the thrust information to the ship simulator, Thereby providing accurate simulation results for the modeled control signal and the simulated sensor signal.
  • the step of generating the thrust information signal according to the present invention further includes the step of transmitting the modeled control signal including the thrust information to the integrated input / output interface to be fed back to the dynamic position setting control system
  • the present invention has the following effects with the above-described configuration.
  • the present invention reduces the inconvenience of individually / physically connecting to a large number of simulator devices by providing one integrated I / O interface when performing HIL test for the DPC system, reduces the possibility of connecting the connection lines of many simulator devices to the DPC system, The effect can be obtained.
  • the present invention can provide simulated environment simulations similar to actual ship environment by enhancing the analog noise generation capability by adding an analog signal generation simulator in the HIL test execution for the DPC system, so that the accuracy of the analog calculation for the DPC system It has a possible effect of testing.
  • the present invention verifies a HIL test connected to a simulator instead of a ship before finally mounting the DPC system on a ship, so that it can be repeatedly verified and the algorithm of the DPC system can be modified by improving the problem based on the verification result. Therefore, the present invention can be improved by a DPC system capable of coping with various situations of the inside and outside environment of a ship, and effectively prevent occurrence of problems such as unrecoverable economic loss that may occur due to a failure of a DPC system in a real ship have.
  • the present invention tests and verifies the function and the capability of responding to faults before finally installing the DPC system on a ship. It is possible to detect hidden errors, parameters and design errors through testing, The system has the effect of enabling perfect integration with other ship systems.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a dynamic position setting control system connected to a plurality of simulator devices.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a dynamic positioning control system coupled to a verification system that provides one integrated input / output interface.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a dynamic positioning control system coupled to a verification system including an integrated input / output interface and an analog signal simulator.
  • a verification system for a ship's dynamic positioning control system includes a dynamic positioning control system 10 and a verification system 20.
  • the dynamic positioning control system 10 may include an analog signal I / O module 11 and a controller 12 and generates a control signal including the vessel's final destination information according to an algorithm.
  • the analog signal I / O module 11 includes hundreds to thousands of I / Os to transmit or receive signals in analog form with the verification system 20 and to be connected to a number of simulation devices included in the verification system 20 .
  • the analog signal I / O module 11 can receive analog data such as analog sensor data and signals from the verification system 20 and transmit the analog data to the controller 12.
  • the controller 12 may control the overall operation of the dynamic positioning control system 10 and may receive a simulated sensor signal from the analog signal I / O module 11 to generate a control signal, Information.
  • the connection line (e) shown in FIG. 1 represents that the controller 12 receives data from the analog signal I / O module 11 by a digital communication method.
  • the analog signal I / O module 11 may transmit the analog signal from the verification system 20 to the controller 12 via the digital communication method.
  • the analog signal I / O module 11 receives the control signal from the controller 12 in a digital communication method, converts the received data into an analog control signal, and transmits the control signal to the verification system 20 .
  • the dynamic positioning control system 10 corresponds to a dynamic positioning control system (DPC system) of a ship, and performs verification of the verification system 20 with a device completed by a designer Once it passes, it is mounted on the actual ship to control the dynamic position of the ship.
  • DPC system dynamic positioning control system
  • the dynamic positioning control system 10 includes an algorithm set by the user and is connected to the verification system 20 instead of the actual vessel to generate a control signal according to the algorithm for the simulation situation provided by the verification system 20, .
  • the verification system 20 transmits a virtual simulated sensor signal to the dynamic positioning control system 10, and the dynamic positioning control system 10 initializes Thereby generating a control signal.
  • the control signal is information on a final target point at which the actual ship is to be positioned, and may include signal information for controlling at least one of a shaft speed and a rotation direction corresponding to a force and a direction for moving the actuator.
  • the present invention inputs a control signal including the final destination information of the ship generated by the controller 12 into a verification system 20 that provides a virtual ship environment to execute the simulation and send the result back to the dynamic positioning control system 10).
  • the controller 12 having received the feedback simulated sensor signal generates a control signal including the final destination information of the ship, and repeats the control signal in sequence as the feedback is repeated. In accordance with this feedback process, whether or not the dynamic positioning control system 10 generates a normal control signal in a given condition can be verified by visually confirming that the ship model displayed on the monitor (not shown) .
  • the verification system 20 includes an actuator simulator 21, a PMS simulator 22, a ship simulator 23 and a sensor simulator 24 to generate a simulation situation according to the test conditions, To verify the performance.
  • the verification system 20 may be implemented as a Hardware In The Loop Simulation (HIL) test connected to a simulator instead of the ship.
  • HIL Hardware In The Loop Simulation
  • the dynamic position setting control system 10 is connected to the actuator simulator 21 via a connection line a and a connection line b, a connection line c to the PMS simulator 22 and a connection line d to the sensor simulator 24, Respectively, and the verification system 20 performs simulations for testing the dynamic positioning control system 10.
  • connection lines (a) to (d) A number of lines must be individually connected to the internal analog signal I / O module 11 of the dynamic positioning control system 10.
  • the analog signal I / O module 11 may have an I / O number corresponding to the number of connection lines to connect a number of lines included in the connection lines (a) to (d).
  • the actuator simulator 21 is implemented with a parameter similar to that of an actual ship actuator and continuously transmits a control signal to the ship simulator 23 similar to an actuator mounted on an actual ship.
  • the control signal generated in the actuator simulator 21 is defined as a modeled control signal including thrust information, and the thrust information means information about the force and direction provided by the actuator.
  • the actuator simulator 21 continuously transmits information on the force and direction provided in the actuator to the ship simulator 23 until the ship reaches the final target point, and the related information is transmitted to the analog signal I / O module 11 . Further, the PMS simulator 22 requests the necessary power.
  • the PMS simulator 22 is a power management system (PMS) as a power system that provides the power required for a ship.
  • PMS power management system
  • the PMS simulator 22 receives a power request signal from the actuator simulator 21, the PMS simulator 22 transmits a value corresponding to the requested power to the actuator simulator 21 and transmits the related information to the analog signal I / O module 11.
  • the ship simulator 23 can be modeled similarly to an actual ship to perform a motion analysis of the ship.
  • the actual actuator target control value transmitted from the dynamic positioning control system 10 is transmitted to the ship simulator 23 via the actuator simulator 21, and information on the generated force and direction similar to the actual actuator response
  • the ship simulator 23 performs the motion analysis of the ship corresponding to the control signal.
  • the sensor simulator 24 performs a simulation for simultaneously or selectively measuring the position and the speed of the ship simulator 23 according to the motion analysis results of the ship simulator 23 and outputs the simulated sensor signal to the analog signal I / 11).
  • the sensor simulator 24 includes a GPS sensor (not shown) for measuring the position of the ship by measuring a signal from the satellite, an underwater acoustic sensor (not shown) for measuring the position of the ship by measuring signals from a device installed on the sea floor, And a wind sensor (not shown) for measuring wind in the area where it is located.
  • a GPS sensor for measuring the position of the ship by measuring a signal from the satellite
  • an underwater acoustic sensor for measuring the position of the ship by measuring signals from a device installed on the sea floor
  • a wind sensor (not shown) for measuring wind in the area where it is located.
  • Each of the virtual sensors may be realized as one or more than one.
  • the ship simulator 23 performs the motion analysis in response to the control signal transmitted from the actuator simulator 21, the plurality of virtual sensors transmit the position and the heading of the ship, Hardness and azimuth information to generate a simulated sensor signal, and the sensor simulator 24 transmits the simulated simulated sensor signal to the analog signal I / O module 11.
  • a verification system for a dynamic positioning control system of a ship having an integrated input / output interface includes a dynamic positioning control system 100 and a verification system 200.
  • the verification system 200 includes an actuator simulator 210, a PMS simulator 220, a ship simulator 230, a sensor simulator 240, and an integrated input / output interface 250, The performance of the position setting control system 100 is verified.
  • the functions of other components are the same as those described above, and the contents related to the integrated input / output interface 250 will be described in detail below.
  • the analog signal I / O module 11 need to be connected through hundreds to thousands of I / Os to a number of simulation devices included in the verification system 20.
  • the operation of connecting / disconnecting a large number of connecting lines (a) to (d) with the analog signal I / O module 11 physically through several hundred to several thousand I / O is inefficient in terms of time and space But may also be misconnected, which makes it difficult to accurately verify the dynamic positioning control system 10.
  • connection lines (a) to (d) of FIG. 1 are disconnected by software and an integrated input / output interface 250 as one integrated input / output interface is presented.
  • the integrated input / output interface 250 when the integrated input / output interface 250 transmits a signal in the form of digital communication through the connection line a1, the controller 12 internally transmits the signal in digital communication form via the connection line f . Therefore, according to another embodiment of the present invention, the integrated input / output interface 250 can transmit signal information directly to the controller 120 without passing through the analog signal I / O module 110. [ In this case, the analog signal I / O module 110 can maintain a short-circuited state with the controller 120 in software.
  • the integrated input / output interface 250 provides a single input / output interface of the verification system 200 and can be implemented with Ethernet.
  • the network type of Ethernet is bus type and CSMA / CD can be adopted as an access method.
  • Ethernet checks whether a communication network to transmit data is in use by sharing a physical transmission medium with a plurality of communication stations, and then sends data when the network is empty. If Ethernet is in use, Ethernet waits for a certain period of time and then checks the network again to determine whether to transmit data.
  • the integrated input / output interface 250 may be implemented as Ethernet to provide a single input / output interface in terms of physical / software.
  • the verification system 200 implements the software simulations of the actuator simulator 210, the PMS simulator 220, the ship simulator 230, the sensor simulator 240 and the data collector 250 And can be realized in the form of a single PC.
  • the integrated input / output interface 250 may serve as a single connection interface for connecting the dynamic positioning control system 100 to the verification system 200.
  • the integrated input / Type device to serve as a single connection port connecting the dynamic positioning control system 100 to the verification system 200.
  • the verification system 200 may determine that the modeled control signal < And a simulated sensor signal to the dynamic positioning control system 100 through the integrated input / output interface 250 to perform a test on the dynamic positioning control system 100, and transmits the test condition and the test result to the data collecting unit 250 ) To compare and analyze test results and automatically generate a report.
  • the present invention provides a software single input / output interface by using the integrated input / output interface 250, so that the dynamic positioning control system 100 can be connected to the verification system 100 in order to perform testing on the dynamic positioning control system 100.
  • [ O module 110 to the controller 120 and the integrated input and output interface 250 is connected to the controller 120 via the connection line f in the form of digital communication Data can be exchanged.
  • the present invention reduces the inconvenience of disconnecting / connecting the connection line of the simulator device individually / physically from the analog signal I / O module 110 and improperly connecting the connection lines of the plurality of simulator devices to the analog signal I / O module 110 You can reduce the likelihood to get accurate test results.
  • the method for verifying the dynamic position setting control system of a ship includes an event input step S100, a control signal output step S200, a thrust information signal generating step S300, a ship simulation step S400, A simulated sensor signal measurement step S500, and a feedback step S600.
  • the event input step S100 includes a simulation step in which the integrated input / output interface 250 transmits the event to the controller 120 via the connection line a1 when the sensor simulator 240 generates a simulated sensor signal (event) .
  • control signal output step (S200) generates a control signal including the final destination information of the ship based on the simulated sensor signal transmitted by the controller 120 according to the internal algorithm, and transmits the control signal to the integrated input / output interface 250 And a simulation step.
  • the actuator simulator 210 receives the control signal including the final destination information of the ship from the integrated input / output interface 250 and generates a modeled control signal including the thrust information And a simulation step.
  • the test condition may include a base condition and other abnormal condition for testing whether the dynamic position control system 100 is normally executed according to the designed algorithm.
  • the thrust information signal generating step S300 includes transmitting the modeled control signal including the thrust information to the ship simulator 230 and transmitting the modeled control signal including the thrust information to the integrated input and output interface 250, (120). ≪ / RTI >
  • the ship simulation step (S400) includes a simulation step in which the ship simulator 230 receives the modeled control signal and performs the ship motion analysis.
  • the ship simulator 230 is designed to have the same parameters as the actual ship and can produce the same effect as that of the actual ship.
  • the simulated sensor signal measurement step (S500) includes performing a simulation in which the sensor simulator 240 simultaneously or selectively measures the position and the speed of the ship simulator (230).
  • the simulation sensor signal measurement step S500 may further include transmitting the simulated sensor signal to the integrated input / output interface 250 and causing the controller 120 to feedback the simulated sensor signal.
  • the feedback step S600 includes generating a new control signal based on the modeled control signal and the simulated sensor signal received by the controller 120 through the integrated input / output interface 250.
  • the verification system 200 includes an actuator simulator 210, a PMS simulator 220, a ship simulator 230, a sensor simulator 240, an integrated input / output interface 250 And an analog signal simulator 260 to verify the performance of the dynamic positioning control system 100 for abnormal simulation situations according to test conditions.
  • the functions of the other components are the same as those described above, and the contents related to the analog signal simulator 260 will be described in detail below.
  • the present invention enables the dynamic location control system 100 and the verification system 200 to perform the HIL test using an interworking (digital form) interface by using the integrated I / O interface 250 .
  • the dynamic positioning control system 100 differs in that the velocity and direction control signals for the actuator are generated in analog form and the feedback according to the control signal is received in analog form.
  • the present invention includes an analog signal simulator 260 for providing simulations similar to the actual ship situation for a control signal when performing HIL testing for the dynamic positioning control system 100 using the integrated input / output interface 250 . Therefore, when it is necessary to verify an analog device such as the internal analog signal I / O module 110 of the dynamic positioning control system 100, all or a part of the interface is simulated using the analog signal simulator 260 can do.
  • the simulation is implemented by a single input / output interface using the integrated input / output interface 250, and the analog signal simulator 260 can be used only for a necessary part when analog verification is necessary.
  • the analog signal simulator 260 may generate natural noise and transmit it to the analog signal I / O module 110 along with the simulation results to make it similar to the situation on the actual ship.
  • the analog signal simulator 260 receives an analog control signal from the analog signal I / O module 110, converts the received control signal into a communication format, and transmits the control signal to the actuator simulator 210. Thereafter, when a simulation of a control signal of a communication type is performed in the verification system 200, the analog signal simulator 260 converts the result into an analog form and transfers the analog form to the analog signal I / O module 110.
  • the integrated input / output interface 250 can send and receive data in the form of a direct digital communication to the controller 120 through the connection line f.
  • the analog signal simulator 260 Can communicate with analog signal I / O module 110 in analog form. At this time, the analog signal input to the analog signal I / O module 110 can be converted into a digital communication form and transmitted to the controller 120.
  • the verification system 200 changes the values for the actuator simulator 210 and the sensor simulator 240 individually or simultaneously, 260 converts the control signal into a communication form and transmits it to the actuator simulator 210.
  • the simulation result of the communication form is converted into an analog form and fed back to the dynamic position setting control system 100 to enable precise testing of analog values Do.
  • the analog signal simulator 260 is configured to control the dynamic position setting control system 100 by using a modeled control signal of an analog form and a simulated sensor signal to perform communication for feeding back the modeled control signal including the thrust information, The signal can be changed to a communication form and transmitted.
  • the method for verifying the dynamic position setting control system of a ship includes an event input step S100, a control signal output step S200, an analog signal generation step S300, a thrust information signal generation step S400 A ship simulation step S500, and a simulated sensor signal measurement step S600.
  • the event input step S100 includes a simulation step in which the analog signal simulator 260 transmits the event to the analog signal I / O module 110 when the sensor simulator 240 generates a simulated sensor signal (event).
  • control signal output step S200 generates a control signal including the final destination information of the ship according to the internal algorithm based on the simulated sensor signal transmitted from the controller 120, As shown in FIG.
  • the analog signal I / O module 110 converts the control signal including the final destination information into an analog form and transmits it to the analog signal simulator 260.
  • the analog signal generation step S300 includes a step in which the analog signal simulator 260 receives the control signal including the final destination information in analog form, converts the received control signal into a communication form, and transmits the converted control signal to the actuator simulator 210 do.
  • the actuator simulator 210 receives the control signal of the communication type including the final destination information of the ship from the analog signal simulator 260, and outputs the modeled control signal including the thrust information And a simulation step of generating a simulation result.
  • the test condition may include a base condition and other abnormal condition for testing whether the dynamic position control system 100 is normally executed according to the designed algorithm.
  • the step of generating the thrust information signal may further include transmitting the modeled control signal including the thrust information of the communication type to the ship simulator (230).
  • the thrust information signal generation step S400 may further include transmitting the modeled control signal to the analog signal simulator 260.
  • the ship simulation step S500 includes a simulation step in which the ship simulator 230 receives the modeled control signal including the thrust information and performs the ship motion analysis.
  • the ship simulator 230 is designed to have the same parameters as the actual ship and can produce the same effect as that of the actual ship.
  • the simulated sensor signal measurement step S600 includes performing a simulation in which the sensor simulator 240 simultaneously or selectively measures the position and speed of the ship simulator 230.
  • the simulated sensor signal measuring step S600 may further include transmitting the simulated sensor signal of the simulated communication type to the analog signal simulator 260.
  • step S700 the analog signal simulator 260 converts the modeled control signal including the final destination information of the communication type and the simulated sensor signal into analog form, and outputs the analog signal I / O module 11, as shown in FIG.

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Abstract

본 발명은 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서, 상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 통합된 하나의 연결 포트를 제공하는 통합입출력 인터페이스를 포함하고, 상기 통합입출력 인터페이스는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 및 방법
본 발명은 선박의 동적 위치설정 제어시스템을 선박에 장착하기 전에 성능을 테스트하여 검증하는 시스템에 대한 것으로, HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트 수행시 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공하여 검증을 수행하는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템에 관한 것이다.
선박의 동적 위치설정 제어시스템(Dynamic Positioning Controller System: DPC 시스템)은 선박의 닻 또는 닻과의 조합을 사용하지 않고 선박이 바다에서 고정된 위치 또는 미리 지정된 경로를 자동으로 유지되게 하는 소위 정위치 유지(Station Keeping)를 위해 사용된다.
선박에 있어 DPC 시스템은 선박의 안전 및 임무 완성 등과 관련하여 매우 중요하다. 예를 들어, 심해에서 석유를 시추하는 시추선의 DPC 시스템이 제대로 작동하지 못하는 경우, 잘못된 위치로 시추선이 이동하여 심해에 연결된 석유 연결관과 시추선과의 연결이 끊어질 수 있다. 이때, 끊어진 연결관에서 흘러나오는 석유로 바다 생태계에 회복할 수 없는 피해가 발생할 뿐만 아니라 심각한 경제적 손실을 초래하고, 시추선에 탑승한 작업자들의 안전을 위협하는 등 많은 문제를 발생시킨다.
따라서, 먼 해양으로 운항하는 선박은 예상되지 못한 선박의 고장(센서의 고장이나 이상상태 등)이나 외부환경(파도의 이상 속도, 예상 범위 밖의 파도의 세기등)의 영향을 받을 수 있으므로, DPC 시스템이 예상된 선박의 이상상태뿐만 아니라 비정상적인 이상상태에서 어떻게 작동하는지에 대한 광범위한 테스트가 필요하다.
한편, DPC 시스템은 실제 선박에 설치될 때 수많은 장치와 연결되어야 하며, 만약 DPC 시스템이 선박에 설치된 이후 정상적으로 작동하지 않는다면, 선박에서 새로운 DPC 시스템을 교체하는 작업은 수많은 연결선을 끊고 다시 재결합하는 작업이 필요하다. 이는 과도한 시간적 노력이 요구되며 수많은 선들이 잘못 연결될 가능성을 배제할 수 없고, 실제 배가 먼 해양에 위치하는 경우 육지에서 배가 존재하는 먼 해양까지 새로운 DPC 시스템 운반해야 하는 어려움 등 문제점이 많다.
따라서, 설계자에 의해 DPC 시스템이 완성되었더라고 선박에 최종적으로 장착하기 전에 DPC 시스템에 대한 정밀한 테스트의 필요성이 크다. 한편, DPC 시스템 생산시 공장에서 제조업자가 시뮬레이션 된 센서신호를 DPC 시스템에 입력하고 DPC 시스템의 응답에 대한 모니터링하는 소위 FAT(Factory Acceptance Test)가 수행될 수 있는데, FAT는 예견한 소스로부터 예견된 장비에만 관련된 에러를 밝혀낼 수 있어 광범위한 모의상황에 대하여 DPC 시스템을 검증할 수 없는 단점이 있다.
최근에는 DPC 시스템을 선박 대신 시뮬레이터에 연결하여 HIL(Hardware In The Loop Simulation) 시뮬레이션으로 테스트하고 있으나, HIL 테스트 수행하기 위해서는 DPC 시스템을 액츄에이터 시뮬레이터, PMS 시뮬레이터, 선박 시뮬레이터 그리고 센서 시뮬레이터 등 많은 시뮬레이터 장치와 개별적/물리적으로 연결해야 한다. 이 경우, DPC 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는데 준비시간이 너무 많이 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 실제 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 DPC 시스템에 잘못 연결할 가능성도 배제할 수 없어 정확한 테스트 결과를 얻지 못하는 문제점도 있었다.
또한, DPC 시스템에 대한 HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트는 DPC 시스템과 시뮬레이터 상호 간 통신형태의 인터페이스를 이용하여 테스트를 수행하게 되므로 아날로그적 값에 대한 시뮬레이션을 제공할 수 없어 정밀한 HIL 테스트 수행이 어려운 문제가 있었다. 예를 들어, 실제 선박에서 선박 추진기(Thruster)의 제어는 아날로그 값을 출력하여 추진기의 속도나 방향을 제어하게 되고, 그 피드백을 아날로그 형태로 받게 되는데, 가상의 모의환경을 제공하는 HIL시뮬레이션 장치는 DPC 시스템과 통신형태의 인터페이스를 이용하여 테스트를 수행하므로 HIL 시뮬레이션 장치는 실제 선박에서의 제어환경과는 차이가 있으며 자연스러운 노이즈를 모사 하는 것도 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공하여 동적 위치설정 제어시스템의 테스트 수행의 편의성을 제공하고 정확한 테스트 수행이 가능한 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 DPC 시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 시스템에 아날로그신호 생성 시뮬레이터를 제공하여 아날로그 적인 제어가 필요한 선박의 구성요소에 대한 정확한 테스트 수행이 가능한 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 설계자에 의해 DPC 시스템이 완성되었더라고 DPC 시스템을 선박에 장착하기 전에 선박 대신 시뮬레이터에 연결되는 HIL 테스트로 검증할 수 있으므로, 선박에 최종적으로 장착하기 전 DPC 시스템의 프로그램을 재수정 기회를 얻을 수 있다. 따라서, DPC 시스템에 운용에 필요한 구성 장치들의 고장이나 비정상적 작동에 대해서도 정밀한 대한 테스트가 가능한 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서, 상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 통합된 하나의 연결 포트를 제공하는 통합입출력 인터페이스를 포함하고, 상기 통합입출력 인터페이스는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 검증시스템은 통신형태의 데이터를 아날로그 형태의 데이터로 변경하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 전송하거나 아날로그 형태의 데이터를 통신형태의 데이터로 변경하여 상기 액츄에이터 시뮬레이터에 전송하는 아날로그신호 시뮬레이터를 추가로 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제어신호는 액츄에이터에 대한 샤프트 속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 제어하는 신호정보를 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 센서 시뮬레이터는 위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 GPS 센서 및 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 수중음파 센서 중 적어도 2개 이상을 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 복수 개의 모의센서신호를 전달함으로써 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법에 있어서, 상기 검증방법은 센서 시뮬레이터가 모의센서신호를 발생하면 통합입출력 인터페이스는 컨트롤러에 이벤트를 전달하는 이벤트 입력단계와, 컨트롤러가 내부 알고리즘에 따라 전달받은 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고 통합입출력 인터페이스에 전달하는 제어신호 출력단계와, 액츄에이터 시뮬레이터가 통합입출력 인터페이스로부터 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 추력정보신호 생성단계와, 선박 시뮬레이터가 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이션 단계와, 센서 시뮬레이터가 선박 시뮬레이터의 위치를 측정하는 모의센서신호 측정단계와, 상기 컨트롤러가 통합입출력 인터페이스를 통하여 전달받은 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 기초로 다시 새로운 제어신호를 생성하는 피드백 단계를 포함하여, 상기 검증방법은 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 추력정보신호 생성단계는 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터에 전달하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 추력정보신호 생성단계는 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 컨트롤러로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 모의센서신호 측정단계는 시뮬레이션 된 모의센서신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 컨트롤러로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법에 있어서, 상기 검증방법은 컨트롤러가 전달받은 모의센서신호를 기초로 내부 알고리즘에 따라 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하여 아날로그신호 I/O모듈에 전달하고 아날로그신호 I/O모듈은 상기 제어신호를 아날로그 형태로 변경하여 아날로그신호 시뮬레이터로 전송하는 제어신호 출력단계와, 아날로그신호 시뮬레이터가 아날로그 형태의 제어신호를 통신형태로 변환하여 액츄에이터 시뮬레이터에 전달하는 아날로그신호 생성단계와, 액츄에이터 시뮬레이터가 통신형태의 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 추력정보신호 생성단계와, 선박 시뮬레이터가 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이션 단계와, 센서 시뮬레이터가 선박 시뮬레이터의 위치를 측정하는 모의센서신호 측정단계를 포함하여, 상기 검증방법은 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 추력정보신호 생성단계는 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터에 전달하는 단계를 더 포함하여 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 추력정보신호 생성단계는 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 동적 위치설정 제어시스템으로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 DPC 시스템에 대한 HIL 테스트 수행시 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공함으로써 수많은 시뮬레이터 장치와 개별적/물리적으로 연결해야하는 불편함을 줄이고 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 DPC 시스템에 잘못 연결할 가능성을 줄여 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템에 대한 HIL 테스트 수행시 아날로그신호 생성 시뮬레이터를 추가하여 아날로그적인 노이즈 모사능력을 향상시킴으로써 실제 선박 환경과 유사한 모의환경 시뮬레이션을 제공할 수 있으므로 DPC 시스템에 대한 아날로그 적인 계산의 정확도에 대한 테스트가 가능한 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템을 선박에 최종적으로 장착하기 전에 선박 대신 시뮬레이터에 연결되는 HIL 테스트로 검증하므로 반복하여 검증할 수 있으며, 검증결과를 토대로 문제점을 개선하여 DPC 시스템의 알고리즘 수정이 가능하다. 따라서, 본 발명은 선박 내부 및 외부환경에 대한 다양한 상황에 대처 가능한 DPC 시스템으로 개선할 수 있으며, 실제 선박에서 DPC 시스템의 고장으로 발생할 수 있는 회복할 수 없는 경제적 손실 등과 같은 문제발생을 효과적으로 예방할 수 있다.
또한, 본 발명은 DPC 시스템을 선박에 최종적으로 장착하기 전에 그 기능과 고장대응 능력을 테스트하고 검증하는 것인바, 테스트를 통해 숨겨진 오류, 파라미터 및 설계 오류를 검출할 수 있으므로 향후 검증을 통과한 DPC 시스템은 기타 선박 시스템과 완벽한 통합이 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 복수 개의 시뮬레이터 장치에 연결되는 동적 위치설정 제어시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 하나의 통합된 입출력 인터페이스를 제공하는 검증시스템에 연결되는 동적 위치설정 제어시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 하나의 통합된 입출력 인터페이스 및 아날로그신호 시뮬레이터를 포함하는 검증시스템에 연결되는 동적 위치설정 제어시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
그러면 도면을 참고하여 본 발명의 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템은 동적 위치설정 제어시스템(10) 및 검증시스템(20)을 포함한다. 동적 위치설정 제어시스템(10)은 아날로그신호 I/O모듈(11) 및 컨트롤러(12)를 포함할 수 있고, 알고리즘에 따라 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성한다.
아날로그신호 I/O모듈(11)은 검증시스템(20)과 아날로그 형태의 신호를 전송하거나 받으며 검증시스템(20)에 포함된 수많은 시뮬레이션 장치들과 연결되기 위해 수백~수천 개의 I/O를 포함할 수 있다. 한편, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 아날로그 센서 데이터 및 시그널 등 아날로그 적인 데이터를 검증시스템(20)으로부터 수신받아 컨트롤러(12)에 전달할 수 있다.
컨트롤러(12)는 동적 위치설정 제어시스템(10)의 동작 전반을 제어하며 아날로그신호 I/O모듈(11)로부터 모의센서신호를 전달받아 제어신호를 생성할 수 있으며, 제어신호는 선박의 최종목적 정보를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 연결선(e)은 컨트롤러(12)가 아날로그신호 I/O모듈(11)로부터 디지털 통신방법에 의해 데이타를 전달받는 것을 표현한 것이다.
본 발명에 있어서, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 아날로그 신호를 검증시스템(20)으로부터 전달받아 전달받은 데이타를 컨트롤러(12)에 디지털 통신방법으로 전달할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 컨트롤러(12)로부터 디지털 통신방법으로 제어신호를 전달받아 전달받은 데이타를 아날로그 형태의 제어신호로 변경하여 검증시스템(20)에 전달할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 동적 위치설정 제어시스템(10)은 선박의 동적 위치설정 제어시스템(Dynamic Positioning Controller System: DPC 시스템)에 대응되고, 설계자에 의해 완성된 장치로 검증시스템(20)의 검증을 통과하면 실제 선박에 장착되어 선박의 동적 위치를 제어하게 된다.
동적 위치설정 제어시스템(10)은 사용자에 의해 설정된 알고리즘을 포함하며 실제 선박이 아닌 검증시스템(20)에 연결되어 검증시스템(20)에서 제공하는 모의상황에 대해 알고리즘에 따라 제어신호를 생성함으로써 성능을 검증받는다. 본 발명의 검증을 수행하기 위해 검증시스템(20)은 가상의 모의센서신호를 동적 위치설정 제어시스템(10)에 전달하고, 동적 위치설정 제어시스템(10)은 입력받은 모의센서신호를 기초로 최초 제어신호를 생성하게 된다.
제어신호는 실제 선박이 위치하고자 하는 최종 목표지점에 대한 정보이며, 액츄에이터를 움직이는 힘과 방향에 대응하는 샤프트 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 이상을 제어하는 신호정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 컨트롤러(12)에서 생성되는 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 가상의 선박환경을 제공하는 검증시스템(20)에 입력하여 시뮬레이션을 실행하고 그 결과를 다시 동적 위치설정 제어시스템(10)으로 피드백한다.
피드백된 모의센서신호를 입력받은 컨트롤러(12)는 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고, 피드백이 반복됨에 따라 제어신호도 순차적으로 반복하여 생성된다. 이러한 피드백 과정에 따라, 동적 위치설정 제어시스템(10)이 주어진 조건에서 정상정인 제어신호를 생성하는지 여부는 모니터(미도시)에 표시되는 선박모형이 제어신호에 대응하여 움직이는 것을 시각적으로 확인함으로써 검증될 수 있다.
검증시스템(20)은 액츄에이터 시뮬레이터(21), PMS 시뮬레이터(22), 선박 시뮬레이터(23) 그리고 센서 시뮬레이터(24)를 포함하여, 테스트 조건에 따라 모의상황을 생성하여 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 성능을 검증한다. 본 발명에서 검증시스템(20)은 선박 대신 시뮬레이터에 연결되는 HIL(Hardware In The Loop Simulation)테스트로 구현될 수 있다.
동적 위치설정 제어시스템(10)은 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 연결선(a) 및 연결선(b), PMS 시뮬레이터(22)에 연결선(c), 그리고 센서 시뮬레이터(24)에 연결선(d)을 통하여 각 시뮬레이터에 개별적으로 각각 연결되고 검증시스템(20)은 동적 위치설정 제어시스템(10) 테스트를 위한 시뮬레이션을 수행한다.
도 1에서는 연결선(a) 내지 연결선(d)로 간단히 4개의 선으로 표시하였으나, 실제 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대해 HIL 테스트를 수행하기 위해서는 연결선(a) 내지 연결선(d)에 포함된 수많은 선을 동적 위치설정 제어시스템(10)의 내부 아날로그신호 I/O모듈(11)에 개별적으로 연결해야 한다. 따라서, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 연결선(a) 내지 연결선(d)에 포함된 수많은 선을 연결하기 위해 대응되는 연결선 개수만큼 I/O 개수를 가질 수 있다.
액츄에이터 시뮬레이터(21)는 실제 선박의 액츄에이터와 유사한 파라미터로 구현되어 실제 선박에 장착되는 액츄에이터와 유사하게 선박 시뮬레이터(23)에 제어신호를 지속적으로 전달한다. 액츄에이터 시뮬레이터(21)에서 생성되는 제어신호를 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호로 정의하며, 추력 정보는 액츄에이터에서 제공되는 힘과 방향에 대한 정보를 의미한다.
예를 들어, 현재 선박이 북위 30°/동경 30°에 위치하고, 선박의 목표지점이 북위 50°/동경 50°인 정보를 갖는 제어신호가 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 전달되면, 액츄에이터 시뮬레이터(21)는 단위 시간당 (또는 1분당) 액츄에이터에서 생산되는 힘과 방향에 대한 정보를 선박 시뮬레이터(23)에 전달할 수 있다.
액츄에이터 시뮬레이터(21)는 선박이 최종 목표지점에 도달할 때까지 액츄에이터에서 제공되는 힘과 방향에 대한 정보를 지속적으로 선박 시뮬레이터(23)에 전달하고 관련 정보는 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다. 또한, 필요한 전력을 PMS 시뮬레이터(22)에 요청한다.
PMS 시뮬레이터(22)는 선박에 필요한 전력을 제공하는 전력시스템으로 전력관리시스템(Power Management System: PMS)이다. PMS 시뮬레이터(22)는 액츄에이터 시뮬레이터(21)로부터 전력요청 신호가 전달되면 요청된 전력에 대응하는 값을 액츄에이터 시뮬레이터(21)에 전달하고 관련 정보를 아날로그신호 I/O모듈(11)에도 전달한다.
선박 시뮬레이터(23)는 실제 선박과 유사하게 모델링되어 선박의 운동해석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 동적 위치설정 제어시스템(10)으로부터 전달된 실제 액츄에이터 목표 제어값이 액츄에이터 시뮬레이터(21)를 거쳐 실제 액츄에이터 반응과 유사하게 생산된 힘과 방향에 대한 정보를 선박 시뮬레이터(23)에 전달하면 선박 시뮬레이터(23)는 해당 제어신호에 대응하는 선박의 운동해석을 수행하게 된다.
센서 시뮬레이터(24)는 선박 시뮬레이터(23)의 운동해석 결과에 따라 선박 시뮬레이터(23)의 위치와 속도를 동시에 또는 선택적으로 측정하는 시뮬레이션을 수행하고 시뮬레이션 된 모의센서신호를 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다.
센서 시뮬레이터(24)는 위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 GPS 센서(미도시), 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 수중음파 센서(미도시) 및 선박이 위치하는 지역의 바람을 측정하는 윈드 센서(미도시) 등 가상의 센서를 포함할 수 있다. 상기 가상의 센서들은 각각 하나 이상의 복수 개로 실현될 수 있다.
따라서, 액츄에이터 시뮬레이터(21)에서 전달되는 제어신호에 대응하여 선박 시뮬레이터(23)가 운동해석을 수행하면 복수 개의 가상의 센서는 운동 해석된 선박의 위치와 선수방향 등을 실시간 또는 일정 주기마다 데이터를 측정하여 위/경도 및 방위정보 등으로 변환하여 모의센서 신호를 만드는 시뮬레이션을 수행하고 센서 시뮬레이터(24)는 시뮬레이션 된 모의센서신호를 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템은 동적 위치설정 제어시스템(100) 및 검증시스템(200)을 포함한다.
검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 통합입출력 인터페이스(250)를 포함하여, 테스트 조건에 따라 비정상적 모의상황에 대한 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능을 검증한다. 다른 구성의 기능은 상기 설명내용과 동일하며, 이하 통합입출력 인터페이스(250)와 관련된 내용에 대해서 상세히 설명한다.
앞서 설명 한대로, 도 1을 참고하면, 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 테스트를 수행하기 위해 동적 위치설정 제어시스템(10)을 검증시스템(20)에 연결할 때, 아날로그신호 I/O모듈(11)은 검증시스템(20)에 포함된 수많은 시뮬레이션 장치들과 수백~수천 개의 I/O를 통해 연결되는 것이 필요하다. 그러나, 이 경우, 수많은 연결선(a) 내지 연결선(d)들을 물리적으로 수백~수천 개의 I/O를 통해 아날로그신호 I/O모듈(11)과 연결/단절하는 작업은 시간적/공간적으로 비효율적일 뿐만 아니라 잘못 연결될 가능성도 있어 동적 위치설정 제어시스템(10)에 대한 정확한 검증을 어렵게 만든다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 , 도 1의 수많은 연결선(a) 내지 연결선(d)을 소프트웨어적으로 단절시키고 하나의 통합된 입출력 인터페이스인 통합입출력 인터페이스(250)을 제시한다.
도 1 및 도 2를 비교하면, 통합입출력 인터페이스(250)는 연결선(a1)을 통하여 디지털 통신형태로 신호를 전송하면 컨트롤러(12)는 내부적으로 연결선(f)을 통해 디지털 통신형태로 신호를 직접 수신할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 통합입출력 인터페이스(250)는 아날로그신호 I/O모듈(110)을 통하지 아니하고 직접 컨트롤러(120)에 신호 정보를 전달할 수 있다. 이 경우, 아날로그신호 I/O모듈(110)은 컨트롤러(120)와 소프트웨어적으로 단락상태를 유지할 수 있다.
한편, 통합입출력 인터페이스(250)는 검증시스템(200)의 단일 입출력 인터페이스를 제공하며, 이더넷(Ethernet)으로 구현될 수 있다. 이더넷의 네트워크 형태는 버스(Bus)형이고 액세스 방식으로 CSMA/CD를 채용할 수 있다. 즉, 이더넷은 하나의 물리적인 전송매체를 다수의 통신국이 공유하는 형태로 데이터를 보내려는 통신망이 사용중인지 아닌지 검사한 후 네트워크가 비어 있을 때 데이터를 보낸다. 이더넷은 통신망이 사용중이면 일정시간 기다린 후 다시 네트워크를 검사하여 데이터 전송여부를 결정한다. 본 발명에서 통합입출력 인터페이스(250)는 이더넷(Ethernet)으로 구현함으로써 물리적/ 소프트웨어적으로 단일 입출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 데이타 수집부(250)를 소프트웨어적으로 구현하여 하나의 PC 형태로 실현될 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)을 PC 형태로 구현하는 경우 통합입출력 인터페이스(250)는 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결하는 단인 연결 인터페이스 역할을 할 수 있다.
검증시스템(200)을 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240)를 각각 별개의 장치로 구현하는 경우에도 통합입출력 인터페이스(250)는 다중입력 단일출력 형태의 장치로 구현되어 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결하는 단인 연결 포트(Port)로서 역할을 할 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)에 대한 값을 개별적으로 또는 동시에 변경하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서, 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 통합입출력 인터페이스(250)를 통하여 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 피드백하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트를 수행하고, 테스트 조건 및 테스트 결과를 데이타 수집부(250)에 저장하여 테스트 결과를 비교분석하고 보고서를 자동으로 생성한다.
정리하면, 본 발명은 통합입출력 인터페이스(250)를 이용함으로써 소프트웨어적인 단일 입출력 인터페이스를 제공하므로, 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 테스트를 수행하기 위해 동적 위치설정 제어시스템(100)을 검증시스템(200)에 연결할 때, 아날로그신호 I/O모듈(110)을 소프트웨어적으로 컨트롤러(120)와 단절시키고 통합입출력 인터페이스(250)는 연결선(f)을 통하여 컨트롤러(120)에 직접 디지털 통신형태로 데이타를 주고 받을 수 있다. 따라서, 본 발명은 시뮬레이터 장치의 연결선을 아날로그신호 I/O모듈(110)과 개별적/물리적으로 단절/연결해야하는 불편함을 줄이고 수많은 시뮬레이터 장치의 연결선을 아날로그신호 I/O모듈(110)에 잘못 연결할 가능성을 줄여 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법은 이벤트 입력단계(S100), 제어신호 출력단계(S200), 추력정보신호 생성단계(S300), 선박 시뮬레이션 단계(S400), 모의센서신호 측정단계(S500) 그리고 피드백 단계(S600)를 포함한다.
이벤트 입력단계(S100)는 센서 시뮬레이터(240)가 모의센서신호(이벤트)를 발생하면 통합입출력 인터페이스(250)는 연결선(a1)을 통하여 컨트롤러(120)에 상기 이벤트를 전달하는 시뮬레이션 단계를 포함한다.
다음으로, 제어신호 출력단계(S200)는 컨트롤러(120)가 내부 알고리즘에 따라 전달받은 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고 통합입출력 인터페이스(250)에 전달하는 시뮬레이션 단계를 포함한다.
다음으로, 추력정보신호 생성단계(S300)는 액츄에이터 시뮬레이터(210)가 통합입출력 인터페이스(250)로부터 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 시뮬레이션 단계를 포함한다. 테스트 조건은 동적 위치설정 제어시스템(100)이 설계된 알고리즘대로 정상적으로 실행되는지 테스트하기 위한 기초조건 및 기타 비정상적 조건을 포함할 수 있다.
추력정보신호 생성단계(S300)는 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터(230)에 전달하는 단계, 그리고 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 통합입출력 인터페이스(250)에 전달하여 컨트롤러(120)로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 선박 시뮬레이션 단계(S400)는 선박 시뮬레이터(230)가 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 시뮬레이션 단계를 포함한다. 선박 시뮬레이터(230)는 실제 선박과 동일한 파라미터를 갖는 것으로 설계되어 실제 선박이 움직이는 것과 동일한 효과를 산출할 수 있다.
다음으로, 모의센서신호 측정단계(S500)는 센서 시뮬레이터(240)가 선박 시뮬레이터(230)의 위치와 속도를 동시에 또는 선택적으로 측정하는 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한다. 모의센서신호 측정단계(S500)는 시뮬레이션 된 모의센서신호를 통합입출력 인터페이스(250)에 전달하여 컨트롤러(120)로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 피드백 단계(S600)는 컨트롤러(120)가 통합입출력 인터페이스(250)를 통하여 전달받은 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 기초로 다시 새로운 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 검증시스템(200)은 액츄에이터 시뮬레이터(210), PMS 시뮬레이터(220), 선박 시뮬레이터(230), 센서 시뮬레이터(240), 통합입출력 인터페이스(250) 및 아날로그신호 시뮬레이터(260)를 포함하여, 테스트 조건에 따라 비정상적 모의상황에 대한 동적 위치설정 제어시스템(100)의 성능을 검증한다. 다른 구성의 기능은 상기 설명내용과 동일하며, 이하 아날로그신호 시뮬레이터(260)와 관련된 내용에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명은 실시예에 따라 동적 위치설정 제어시스템(100)과 검증시스템(200)은 통합입출력 인터페이스(250)를 이용함으로써 상호 통신형태(디지털형태)의 인터페이스를 이용하여 HIL 테스트를 수행할 수 있다. 그러나, 실제 선박에서 동적 위치설정 제어시스템(100)은 액츄에이터에 대한 속도 및 방향 제어신호를 아날로그 형태로 생성하고 그 제어신호에 따른 피드백을 아날로그 형태로 받게 되는 점에서 차이가 있다.
본 발명은 통합입출력 인터페이스(250)를 이용하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 HIL 테스트를 수행시 제어신호에 대한 실제 선박 상황과 유사한 시뮬레이션을 제공하기 위해 아날로그신호 시뮬레이터(260)을 포함한다. 따라서, 동적 위치설정 제어시스템(100) 내부 아날로그신호 I/O모듈(110)과 같이 아날로그 적인 장치에 대한 검증이 필요한 경우에는 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그신호 시뮬레이터(260)를 이용하여 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
기본적으로 통합입출력 인터페이스(250)를 이용하여 단일 입출력 인터페이스로 시뮬레이션을 구현하여 시뮬레이션 과정을 편리하게 하되, 아날로그 적인 검증이 필요한 경우 필요한 부분에 한해서 아날로그신호 시뮬레이터(260)을 이용할 수 있다. 또한, 실제 선박에서 상황과 유사하게 만들기 위해 아날로그신호 시뮬레이터(260)는 자연스런 노이즈를 만들어 이를 시뮬레이션 결과와 함께 아날로그신호 I/O모듈(110)에 전송할 수도 있다.
아날로그신호 시뮬레이터(260)는 아날로그신호 I/O모듈(110)로부터 아날로그 형태의 제어신호를 입력받고 입력받은 제어신호를 통신형태로 변환하여 액츄에이터 시뮬레이터(210)에 전달한다. 이후, 통신형태의 제어신호에 대한 시뮬레이션이 검증시스템(200)에서 수행되면 아날로그신호 시뮬레이터(260)는 그 결과를 아날로그 형태로 변환하여 아날로그신호 I/O모듈(110)로 전달한다.
따라서, 기본적으로 통합입출력 인터페이스(250)는 연결선(f)을 통하여 컨트롤러(120)에 직접 디지털 통신형태로 데이타를 주고 받을 수 있으며, 부가적으로 아날로그 적인 테스트가 필요한 신호에 대해서는 아날로그신호 시뮬레이터(260)가 아날로그 형태의 신호로 아날로그신호 I/O모듈(110)과 통신할 수 있다. 이때, 아날로그신호 I/O모듈(110)로 입력된 아날로그 신호를 디지털 통신형태로 변경하여 컨트롤러(120)로 전송할 수 있다.
따라서, 검증시스템(200)이 액츄에이터 시뮬레이터(210) 및 센서 시뮬레이터(240)에 대한 값을 개별적으로 또는 동시에 변경하여 동적 위치설정 제어시스템(100)에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서, 아날로그신호 시뮬레이터(260)는 제어신호를 통신형태로 변경하여 액츄에이터 시뮬레이터(210)에 전달하고 통신형태의 시뮬레이션 결과를 아날로그 형태로 변환하여 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 피드백함으로써 아날로그 적인 값에 대한 정밀한 테스트가 가능하다. 여기서, 아날로그신호 시뮬레이터(260)는 동적 위치설정 제어시스템(100)으로 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호 및 모의센서신호 등을 피드백하는 통신을 수행하기 위해 아날로그 형태의 모델링된 제어신호 및 모의센서신호을 통신형태로 변경하여 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법은 이벤트 입력단계(S100), 제어신호 출력단계(S200), 아날로그신호 생성단계(S300), 추력정보신호 생성단계(S400), 선박 시뮬레이션 단계(S500), 모의센서신호 측정단계(S600)를 포함한다.
이벤트 입력단계(S100)는 센서 시뮬레이터(240)가 모의센서신호(이벤트)를 발생하면 아날로그신호 시뮬레이터(260)는 아날로그신호 I/O모듈(110)에 상기 이벤트를 전달하는 시뮬레이션 단계를 포함한다.
다음으로, 제어신호 출력단계(S200)는 컨트롤러(120)가 전달받은 모의센서신호를 기초로 내부 알고리즘에 따라 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고 아날로그신호 I/O모듈(110)에 전달하는 시뮬레이션 단계를 포함한다. 이때, 아날로그신호 I/O모듈(110)는 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 아날로그 형태로 변경하여 아날로그신호 시뮬레이터(260)로 전송한다.
아날로그신호 생성단계(S300)는 아날로그신호 시뮬레이터(260)가 아날로그 형태의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받고 입력받은 제어신호를 통신형태로 변환하여 액츄에이터 시뮬레이터(210)에 전달하는 단계를 포함한다.
다음으로, 추력정보신호 생성단계(S400)는 액츄에이터 시뮬레이터(210)가 아날로그신호 시뮬레이터(260)로부터 선박의 최종목적 정보를 포함하는 통신형태의 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 시뮬레이션 단계를 포함한다. 테스트 조건은 동적 위치설정 제어시스템(100)이 설계된 알고리즘대로 정상적으로 실행되는지 테스트하기 위한 기초조건 및 기타 비정상적 조건을 포함할 수 있다.
추력정보신호 생성단계(S400)는 통신형태의 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터(230)에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고 추력정보신호 생성단계(S400)는 모델링된 제어신호를 아날로그신호 시뮬레이터(260)에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 선박 시뮬레이션 단계(S500)는 선박 시뮬레이터(230)가 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 시뮬레이션 단계를 포함한다. 선박 시뮬레이터(230)는 실제 선박과 동일한 파라미터를 갖는 것으로 설계되어 실제 선박이 움직이는 것과 동일한 효과를 산출할 수 있다.
다음으로, 모의센서신호 측정단계(S600)는 센서 시뮬레이터(240)가 선박 시뮬레이터(230)의 위치와 속도를 동시에 또는 선택적으로 측정하는 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함한다. 모의센서신호 측정단계(S600)는 시뮬레이션 된 통신형태의 모의센서신호를 아날로그신호 시뮬레이터(260)에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 피드백 단계(S700)는 아날로그신호 시뮬레이터(260)가 통신형태의 최종목적 정보를 포함하는 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 아날로그 형태로 변환하여 연결관(a2)을 통해 아날로그신호 I/O모듈(11)에 전달하는 단계를 포함한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하는 동적 위치설정 제어시스템을 검증하는 검증시스템에 있어서,
    상기 검증시스템은 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 입력받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 지속적으로 생산하는 액츄에이터 시뮬레이터와, 상기 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이터와, 상기 선박 시뮬레이터에서 모의센서신호를 측정하는 센서 시뮬레이터와, 통합된 하나의 연결 포트를 제공하는 통합입출력 인터페이스를 포함하고,
    상기 통합입출력 인터페이스는 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검증시스템은
    통신형태의 데이터를 아날로그 형태의 데이터로 변경하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 전송하거나 아날로그 형태의 데이터를 통신형태의 데이터로 변경하여 상기 액츄에이터 시뮬레이터에 전송하는 아날로그신호 시뮬레이터를 추가로 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어신호는
    액츄에이터에 대한 샤프트 속도 및 회전방향 중 적어도 어느 하나를 제어하는 신호정보를 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서 시뮬레이터는
    위성으로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 GPS 센서 및 해저에 설치된 장치로부터 신호를 측정하여 선박의 위치를 감지하는 복수 개의 수중음파 센서 중 적어도 2개 이상을 포함하여 상기 동적 위치설정 제어시스템에 복수 개의 모의센서신호를 전달함으로써 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증시스템.
  5. 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법에 있어서,
    상기 검증방법은 센서 시뮬레이터가 모의센서신호를 발생하면 통합입출력 인터페이스는 컨트롤러에 이벤트를 전달하는 이벤트 입력단계와, 컨트롤러가 내부 알고리즘에 따라 전달받은 모의센서신호를 기초로 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하고 통합입출력 인터페이스에 전달하는 제어신호 출력단계와, 액츄에이터 시뮬레이터가 통합입출력 인터페이스로부터 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 추력정보신호 생성단계와, 선박 시뮬레이터가 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이션 단계와, 센서 시뮬레이터가 선박 시뮬레이터의 위치를 측정하는 모의센서신호 측정단계와, 상기 컨트롤러가 통합입출력 인터페이스를 통하여 전달받은 모델링된 제어신호 및 모의센서신호를 기초로 다시 새로운 제어신호를 생성하는 피드백 단계를 포함하여,
    상기 검증방법은 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 상기 동적 위치설정 제어시스템과 상기 검증시스템을 하나의 연결 포트로 연결하므로 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 추력정보신호 생성단계는
    추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터에 전달하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 추력정보신호 생성단계는
    추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 컨트롤러로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 모의센서신호 측정단계는
    시뮬레이션 된 모의센서신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 컨트롤러로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 테스트 수행의 편의를 제공하고 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  9. 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법에 있어서,
    상기 검증방법은 컨트롤러가 전달받은 모의센서신호를 기초로 내부 알고리즘에 따라 선박의 최종목적 정보를 포함하는 제어신호를 생성하여 아날로그신호 I/O모듈에 전달하고 아날로그신호 I/O모듈은 상기 제어신호를 아날로그 형태로 변경하여 아날로그신호 시뮬레이터로 전송하는 제어신호 출력단계와, 아날로그신호 시뮬레이터가 아날로그 형태의 제어신호를 통신형태로 변환하여 액츄에이터 시뮬레이터에 전달하는 아날로그신호 생성단계와, 액츄에이터 시뮬레이터가 통신형태의 제어신호를 전달받아 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 생성하는 추력정보신호 생성단계와, 선박 시뮬레이터가 추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 전달받아 선박 운동해석을 수행하는 선박 시뮬레이션 단계와, 센서 시뮬레이터가 선박 시뮬레이터의 위치를 측정하는 모의센서신호 측정단계를 포함하여,
    상기 검증방법은 상기 동적 위치설정 제어시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하는 과정에서 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 추력정보신호 생성단계는
    추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 선박 시뮬레이터에 전달하는 단계를 더 포함하여 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 추력정보신호 생성단계는
    추력 정보를 포함하는 모델링된 제어신호를 통합입출력 인터페이스에 전달하여 동적 위치설정 제어시스템으로 피드백되도록 하는 단계를 더 포함하여 인터페이스의 전부 또는 일부를 아날로그형태로 제공함으로써 실제 선박과 유사한 모의상황을 제공하여 모델링된 제어신호를 및 모의센서신호에 대한 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있는 통합입출력 인터페이스를 갖는 선박의 동적 위치설정 제어시스템에 대한 검증방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658469C1 (ru) * 2017-05-03 2018-06-21 Федеральный научно-производственный центр акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" Система автоматического управления движением судна
RU2784549C1 (ru) * 2022-04-06 2022-11-28 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Способ определения позиционных гидродинамических характеристик подводного объекта

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001167140A (ja) * 1999-12-08 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp アナログ・ディジタル混在回路のシミュレーション方法
KR20060110366A (ko) * 2004-02-16 2006-10-24 마린 사이버네틱스 에이에스 해상 선박의 제어 시스템을 테스트하는 방법 및 시스템
US20070260438A1 (en) * 2006-05-08 2007-11-08 Langer William J Vehicle testing and simulation using integrated simulation model and physical parts
KR20080082072A (ko) * 2007-03-07 2008-09-11 현대중공업 주식회사 통합항해 시스템 성능 테스트용 휴대용 항해 시뮬레이션장치
KR101270582B1 (ko) * 2013-03-06 2013-06-03 국방과학연구소 Gps/ins 통합 항법 시스템의 성능 검증 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001167140A (ja) * 1999-12-08 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp アナログ・ディジタル混在回路のシミュレーション方法
KR20060110366A (ko) * 2004-02-16 2006-10-24 마린 사이버네틱스 에이에스 해상 선박의 제어 시스템을 테스트하는 방법 및 시스템
US20070260438A1 (en) * 2006-05-08 2007-11-08 Langer William J Vehicle testing and simulation using integrated simulation model and physical parts
KR20080082072A (ko) * 2007-03-07 2008-09-11 현대중공업 주식회사 통합항해 시스템 성능 테스트용 휴대용 항해 시뮬레이션장치
KR101270582B1 (ko) * 2013-03-06 2013-06-03 국방과학연구소 Gps/ins 통합 항법 시스템의 성능 검증 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658469C1 (ru) * 2017-05-03 2018-06-21 Федеральный научно-производственный центр акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" Система автоматического управления движением судна
RU2784549C1 (ru) * 2022-04-06 2022-11-28 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Способ определения позиционных гидродинамических характеристик подводного объекта

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