In this study, system modeling and dynamic analysis of crane are conducted. Especially, among many different kinds of a crane system, the issues on crane operating problems installed on the vessel are considered. As well known, marine systems including cranes are exposed to various disturbances such as vessel motions, hydrodynamic forces, wave and wind attack, etc. In order to analysis the system dynamic with environmental conditions, the authors derived the nonlinear dynamic model of offshore crane and derived a linear model which is used for designing the control system. Using the obtained nonlinear and linear models, simulations were conducted to evaluate the usefulness of the obtained models. By simulation and result evaluation, the usefulness of the linear model, which presents the dynamics, is effectively verified.

신재생, 친환경 에너지에 대한 관심의 증가로 최근 상당수의 풍력 발전기가 설치되고 있다. 특히, 육상과 달리 부지 확보의 어려움도 없고 고품질의 바람을 얻을 수 있다는 점에서 해상 풍력 발전기가 더욱 주목을 받고 있다. 이와 같은 장점을 가진 해상 풍력 발전기는 육상의 조선소 등에서 제작된 후, 해상 크레인을 이용하여 운용 지점까지 이송되어 설치되는데, 이때 그 크기의 거대함과 고가라는 이유로 무엇보다 안전이 보증되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치 시 안전성을 보증하기 위한 근거로서, 다물체계 동역학 기법을 활용하여 해상 크레인에 연결된 해상 풍력 발전기의 동역학 해석을 수행하였다. 그 결과, 본 기법이 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치방법에 대한 검증용으로 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

In the offshore crane system, the requirements on the operating safety are extremely high due to many external factors. Rope extension is one of the factors producing vertical vibration of load. In this study, the load is carried by the motor-winch actuator control and the rope is modeled as a mass-damper-spring system. To control the load position and suppress the vertical vibration of the load, a control system based on input-output linearization method is proposed. By the simulation and experiment results with pilot crane model, the effectiveness of proposed control method is evaluated and verified.