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문제 정의
- 본 연구에서는 6개의 바퀴에 구동용 모터를 삽입하여 각바퀴의 독립적인 회전력을 제어하여 외부의 기계적인 장치를 대신하여 이동체의 기동성을 제공할 수 있는 회전차 조향방식을 수학적으로 모델링하고 제어알고리즘을 적용하여시뮬레이션으로 효과를 검증한 것이다.
- 8kW급 인휠 모터가각 바퀴에 삽입되어 있으며, 별도의 조향장치를 이용하지않고 좌우 인휠 모터의 구동 토크 차이에 의한 회전차 조향에 의하여 선회하게 된다. 본 연구에서는 6륜 인횔 이동로봇 개발에 앞서 주행 및 조향성능 예측, 제어로직 개발 및 검증을 위한 성능 해석시뮬레이터 개발을 위하여 컴퓨터 해석 툴을 이용한 모델링을 수행한다. 모델링은 인휠 모터 및 타이어와 6개 바퀴의 회전과 3개 방향(% y, z)의 운동(9-DOF)에 대한 것이다]8丄 각 바퀴를 표시하기 위한 첨자는 전방은 £ 중간은 m, 그리고 후방은「로 두 자리 첨자의 첫째 자리에 표시한다.
- 인휠 독립구동이동로봇에서의 안정성 제어는 각 바퀴에 장착된 모터를이용하여 좌우측 바퀴의 토크차를 발생시켜 선회 운동 (direct yaw moment)를 발생시킴으로써 직접 선회방향 모멘트를 정확히 가감할 수 있어 한계 영역에서의 안정성이 증가하며 또한 조향과 제동, 구동을 담당하는 액추에이터가동일하므로 제어성이 향상된다는 장점을 가지고 이다[7]. 본 연구에서는 향후 필드 운용을 지향하는 인휠드라이브시스템 기반 6륜 차량에 대해서 MATLAB Simulink®로 각구성품과 제어로직을 모델화 하고, ADAMS와 연동함으로서 차량의 기본적인 제어 성능을 해석하고 검증하고자 하였다.
가설 설정
- F는 바퀴에 작용하는 힘을 나타내는 것으로 각 바퀴에는 종방향:X), 횡방향 (Y)의 힘의 벡터로 작용하게 된다. 이때 무게중심은 휠베이스(W) 와 축간(LQ=Lr) 의 중심에 위치한다고 가정한다. 조향요구각0에 대해 플랫폼이 각 으로 회전하게 된다.
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