라이저거동과 한계회피알고리즘을 이용한 시추선의 DP 제어시스템 설계

Abstract

시추선의 안전작업영역은 라이저의 Flex Joint 각, 응력, 스트로크가 시추 작업 허용치를 넘지 않는 범위에서 결정되고, 이 라이저의 Flex Joint 각, 응력 그리고 스트로크는 외력, 시추선의 위치 그리고 라이저 텐션값에 의해 결정되게 된다. 지금까지의 시추선의 DP 제어 목적은 추정된 외란에서 작업 가능 영역의 중심(Setpoint)와 시추선간 위치 오차를 최소화 시키는 것이었다. 이 때문에 외란 추정값과 게인 설정값에 따라 그 성능이 달라지게 되고 결정적으로 안전작업가능 영역내에서 위치 유지를 보장하지 못했다. 이런 불확실성으로 외란을 과대 추정하고 제어 게인을 보수적으로 사용하다 보니 작업영역이 작아지게 되며, 작은 작업영역 내에서 DP를 하기위한 제어 비용이 증가하게 되었다. 이에 본 연구에서는 적응제어 기법인 인공신경망을 도입하여 외란을 실시간으로 추정하였고 작업가능영역 내에 위치하기 위한 제어입력의 한계를 설정함으로써 시추선이 작업가능 영역 내에서 위치유지가 되도록 보장하였다.