Grid-Based Set Point Generation Strategy for Position Control of Dynamic Positioning Assisted Mooring System

Sol-Mi Choi, Jaeyong Lee, Seung Jae Lee, Daesoo Lee, Kwang-Hyo Jung
2019 한국해양공학회지  
1. 서 론 해양에서 운용되는 부유식 해양 구조물의 위치유지는 계류선 을 이용한 계류시스템과 추진기의 추력을 이용한 동적 위치유 지 시스템인 DP(Dynamic positioning) 시스템이 일반적으로 사용 되고 있다. DP보조계류시스템(DP assisted mooring system)은 계 류시스템과 DP시스템을 결합한 형태로써, 극한의 환경조건에서 계류시스템만으로는 위치유지 기능을 적절히 수행할 수 없을 때, 독립적인 위치유지시스템보다 우수한 위치유지성능을 제공 한다. 또한 DP보조계류시스템의 적용은 깊은 수심에 설치된 부 유식 해양 구조물의계류선에 과도한 무게상승이 유발될 경우 재료로 인한 부하를 줄일 수 있다는 장점이 있다. Ryu and Kim(2003)은 수심이 매우 깊은 지역 및 극한의 환경을 견뎌야 하는 영구적인 플랫폼에는 단독적인 DP시스템을 사용하는 것 보다 DP보조계류시스템을 사용하는 것이 합리적임을 보였다. 이러한 DP보조계류시스템은 단독적인 DP시스템과
more » ... 계류 선의 장력을 고려하여 제어 목표점인 Set point(SP)를 선정하는 것이 필요하다. 따라서 안전한 생산활동을 보장하기 위하여 SP 는 계류시스템의 장력과 구조물의 위치를 안전 범위 내에 유지시 킬 수 있는 위치가 되어야만 한다(Nguyen and Sørensen, 2009a). Barth Berntsen et al.(2008)는 계류선의 신뢰도지수(Reliability Index)를 이용하여 지속적으로 신뢰도지수를 허용 범위에 유지 시킬 수 있는 SP 제어법을 제안하였다. 이 방법을 사용한 제어 는 신뢰도지수를 사용하여 계류시스템의 안전을 직관적으로 제 어할 수 있지만 장력의 동적인 요소에 의한 순간적인 구조물의 위치변화 및 장력변화를 고려할 수 없다는 단점이 있다. ABSTRACT: Unlike typical a dynamic positioning (DP) system, a DP-assisted mooring system must determine a set point (SP) that can ensure a mooring tension safety range to prevent an excessive increase in mooring tension. In this paper, a new algorithm for determining the SP is suggested in order to reduce the tension on all the mooring lines. To determine the SP, a working area around the vessel is represented by a rectangular grid. Thus, the size of the grid area is limited considering the offset of a vessel with a mooring system. At each grid's nodes, the resultant tension from all the mooring lines is estimated using the time history of the tension and vessel's position. The results of static analyses for each grid position are used to estimate the global tension. Consequently, the SP is automatically selected as a position satisfying criterion for minimizing the total tension. In order to validate the suggested algorithm, a motion simulation with the control system in the time domain and a discussion of the results are presented.
doi:10.26748/ksoe.2018.098 fatcat:6lvex46cerdbjd2yplrtlrmbdi