승차감과 차량전복안정성 향상을 위한 예견 제어

Abstract

본 논문에서는 능동 혹은 반능동 현가장치를 사용하여 승차감과 차량 전복 안정성을 향상시키기 위한 결정론적 선형 최적 예견 제어기 설계에 대하여 기술한다. 예견 제어는 능동 혹은 반능동 현가장치의 성능을 향상시키는데 좋은 선택이 된다. 기존의 예견 제어에서는 차량의 횡방향 운동을 고려하지 않고 설계되었지만, 제안된 예견 제어에서는 차량의 롤다이나믹스를 고려하여 승차감과 차량 전복 안정성을 향상시킬 수 있도록 제어기를 설계한다. 제어기 설계를 위하여 수직 방향과 횡방향 운동을 모두 모사하는 선형 차량을 유도하고, 차량 동역학 소프트웨어인 CarSim을 사용하여 차량 모델을 검증한다. CarSim을 사용한 모의실험을 통하여, 새롭게 제안된 예견 제어기가 승차감뿐만 아니라 차량 전복 안정성도 효과적으로 향상시킴을 확인한다. 먼저 구동기의 대역폭을 이상적으로 가정한 예견 제어기를 사용하여, 제안된 제어기의 성능을 살펴본다. 구동기의 대역폭에 따른 예견 제어기의 성능을 수치적으로 명확히 비교하기 위하여, 운전석 위치에서의 가중 RMS 가속도를 사용한다. 구동기의 대역폭을 고려하여 예견 제어기를 설계하고, 대역폭에 따른 능동, 반능동 현가장치를 사용한 예견 제어기의 성능을 비교한다. 모의 실험 결과를 비교하여, 실제 차량 시스템에 적용 가능한 예견 제어기를 제안한다.