지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 유승한
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국기술교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수34
이 논문의 연구 히스토리 (3)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
자율주행 산업의 발전함에 따라 선회 주행 상황에서 탑승객에게 특화된 승차감을 필요로 한다. 본 논문에서는 특정 승차 위치의 선회 승차감을 정량적으로 개선하기 위한 차량 샤시 통합 제어 알고리즘을 개발하였다.
선회 시 탑승객 관점에서 차별화된 승차감을 제공하기 위해 특정 승차 위치의 횡 슬립각, 총 가속도, 횡 가속도와 요 레이트의 위상 차이를 최소 화하는 3가지의 제어 목표 설계 전략을 제안하였다. 각 제어 전략은 원하는 선회 궤적을 추종하기 위해 2WS 기반의 목표 요 레이트를 활용한다.
또한, 특정 승차 위치의 선회 승차감을 개선하기 위해 차량의 무게중심과 특정 승차 위치 간의 kinematic 식을 이용하여 목표 횡 슬립각 혹은 횡슬립각속도를 설계한다. 3장에서 제안한 AFS(Active Front Steering)와 RWS (Rear Wheel Steering) 통합 제어 알고리즘을 활용하여 Carsim 시뮬레이션 검증하였다. 그 결과, 3가지의 제어 목표 설계 전략은 동등한 수준으로 선회 승차감이 개선되었다. 이 결과를 기반으로 제어 로직에 적용이 용이한 특정 승차 위치의 횡 슬립각을 최소화하는 제어 목표 설계 전략을 차량 통합 샤시 제어 알고리즘을 개발하는 데 활용하였다.
설계된 목표 거동과 실차의 액추에이터 성능을 활용하여 3가지의 차량 샤시 통합 제어 알고리즘을 제안하였다. 차량의 횡 방향 동특성을 나타내는 bicycle 모델은 제안된 모든 제어 알고리즘에서 활용하였다.
첫 번째로, AFS와 RWS 통합 제어 알고리즘은 bicycle 역 모델을 활용한 수식 기반의 제어 방식으로 구성된다. 두 입출력이 유기적으로 작용하여 가장 이상적인 제어 방식이다.
두 번째로, RWS 단일 제어 알고리즘은 차량 종 방향 속도, 전륜 조향각 그리고 무게 중심에서 특정 승차 위치까지의 종 방향 거리 정보를 활용한 차속 별 map 기반의 제어 방식으로 구성된다. 이러한 mapping 방식은 제어의 실시간성이 보장된다는 장점이 있지만, 단일 제어량으로 인해횡 슬립각만이 제어되어 차량의 조향 안정성이 악화될 우려가 있다.
마지막으로, RWS와 TV(Torque Vectoring) 통합 제어 알고리즘은 정상상태 횡 슬립각과 요 레이트 그래프 내에서 목표 거동을 보정하는 해석 기반 제어 방식으로 구성된다. RWS와 TV 구동 모터 액추에이터 성능내에서 탑승객 위치에 대한 최적의 선회 승차감을 제공하고 차량의 조향 안정성도 확보하지만, 액추에이터 성능에 민감하기 때문에 정확한 보정 gain의 tuning이 요구된다.
3가지의 제안 제어 알고리즘은 Matlab/Simulink를 통해 구현되었으며, 실차 데이터 기반의 차량 모델을 활용하여 Carsim 시뮬레이션 검증 및비교를 하였다. 제안된 제어 알고리즘은 실차 액추에이터 성능 내에서 특정 승차 위치의 선회 승차감이 개선됨과 목표 선회 궤적의 추종 성능을확보함을 보였으며, 각 제안 제어 알고리즘의 장단점을 파악하였다.
선회 시 탑승객 관점에서 차별화된 승차감을 제공하기 위해 특정 승차 위치의 횡 슬립각, 총 가속도, 횡 가속도와 요 레이트의 위상 차이를 최소 화하는 3가지의 제어 목표 설계 전략을 제안하였다. 각 제어 전략은 원하는 선회 궤적을 추종하기 위해 2WS 기반의 목표 요 레이트를 활용한다.
또한, 특정 승차 위치의 선회 승차감을 개선하기 위해 차량의 무게중심과 특정 승차 위치 간의 kinematic 식을 이용하여 목표 횡 슬립각 혹은 횡슬립각속도를 설계한다. 3장에서 제안한 AFS(Active Front Steering)와 RWS (Rear Wheel Steering) 통합 제어 알고리즘을 활용하여 Carsim 시뮬레이션 검증하였다. 그 결과, 3가지의 제어 목표 설계 전략은 동등한 수준으로 선회 승차감이 개선되었다. 이 결과를 기반으로 제어 로직에 적용이 용이한 특정 승차 위치의 횡 슬립각을 최소화하는 제어 목표 설계 전략을 차량 통합 샤시 제어 알고리즘을 개발하는 데 활용하였다.
설계된 목표 거동과 실차의 액추에이터 성능을 활용하여 3가지의 차량 샤시 통합 제어 알고리즘을 제안하였다. 차량의 횡 방향 동특성을 나타내는 bicycle 모델은 제안된 모든 제어 알고리즘에서 활용하였다.
첫 번째로, AFS와 RWS 통합 제어 알고리즘은 bicycle 역 모델을 활용한 수식 기반의 제어 방식으로 구성된다. 두 입출력이 유기적으로 작용하여 가장 이상적인 제어 방식이다.
두 번째로, RWS 단일 제어 알고리즘은 차량 종 방향 속도, 전륜 조향각 그리고 무게 중심에서 특정 승차 위치까지의 종 방향 거리 정보를 활용한 차속 별 map 기반의 제어 방식으로 구성된다. 이러한 mapping 방식은 제어의 실시간성이 보장된다는 장점이 있지만, 단일 제어량으로 인해횡 슬립각만이 제어되어 차량의 조향 안정성이 악화될 우려가 있다.
마지막으로, RWS와 TV(Torque Vectoring) 통합 제어 알고리즘은 정상상태 횡 슬립각과 요 레이트 그래프 내에서 목표 거동을 보정하는 해석 기반 제어 방식으로 구성된다. RWS와 TV 구동 모터 액추에이터 성능내에서 탑승객 위치에 대한 최적의 선회 승차감을 제공하고 차량의 조향 안정성도 확보하지만, 액추에이터 성능에 민감하기 때문에 정확한 보정 gain의 tuning이 요구된다.
3가지의 제안 제어 알고리즘은 Matlab/Simulink를 통해 구현되었으며, 실차 데이터 기반의 차량 모델을 활용하여 Carsim 시뮬레이션 검증 및비교를 하였다. 제안된 제어 알고리즘은 실차 액추에이터 성능 내에서 특정 승차 위치의 선회 승차감이 개선됨과 목표 선회 궤적의 추종 성능을확보함을 보였으며, 각 제안 제어 알고리즘의 장단점을 파악하였다.
목차
제1장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 31.3 연구 목적 6제2장 탑승객 위치의 선회 승차감을 위한 제어 목표 설계 72.1 연구개요 72.2 탑승객 승차 위치의 횡 슬립각 최소화 제어 목표 설계 102.3 탑승객 승차 위치의 총 가속도 최소화 제어 목표 설계 122.4 탑승객 승차 위치의 횡 가속도와 요 레이트 위상 차이 최소화 제어 목표 설계 16제3장 차량 샤시 통합 제어 알고리즘 개발 183.1 능동 전/후륜 조향 통합 제어 알고리즘 개발 193.1.1 연구 개요 193.1.2 Bicycle 역 모델 기반 AFS&RWS 제어 알고리즘 설계 213.1.3 탑승객의 선회 승차감을 위한 제어 목표 전략 별 시뮬레이션 검증 및 분석 243.2 능동 후륜 조향 단일 제어 알고리즘 개발 413.2.1 연구개요 413.2.2 Mapping 기반 RWS 제어 알고리즘 설계 423.3 능동 후륜 조향과 토크 벡터링 통합 제어 알고리즘 개발 513.3.1 연구개요 513.3.2 그래프 해석 기반 RWS&TV 제어 알고리즘 설계 53제4장 제안 제어 알고리즘의 시뮬레이션 검증 및 분석 67제5장 결 론 85참 고 문 헌 88Abstract 90
최근 본 자료
댓글(0)
0