선박의 오토파일럿 시스템 성능향상을 위한 Kalman Filter와 MLP의 결합

Abstract

오토파일럿 시스템은 선박이 설정된 항로를 유지하도록 하기 위한 시스템으로 회두각을 입력으로 이용하고, 조타각을 출력으로 내보낸다. 선박에 적용된 오토파일럿 시스템은 전통적으로 PD(Proportional Derivative)형 제어기를 주로 사용하지만 PD형 제어기의 단점을 보완하기 위해 PID(Proportional Integral and Derivative) 제어기, Fuzzy-PID 제어기 등을 적용한 오토파일럿 시스템에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 오토파일럿 시스템은 자이로 스코프에서 측정된 회두각을 입력으로 사용하기 때문에 측정잡음으로 인해 미분기의 오동작이 발생하여 선박이 정확한 전진방향 운동을 하는데 한계가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 칼만 필터(Kalman Filter)와 MLP(Multi-Layer Perceptron)를 결합하여 예측 추정된 회두각을 오토파일럿 시스템의 입력으로 피드백 시켜주는 제어시스템을 제안한다.