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문제 정의
- 하지만 O’Conor와 Wu의 모델은 측정할 수 없는 가선의 변위를 완벽히 고려하지 못했기 때문에 정확성에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 가선의 변위를 시스템의 외란입력으로 간주하여 시간에 따라 변하는 모델을 제안하고자 한다.
- 본 논문에서 팬터그래프의 제어 목적은 팬터그래프와 가선계 사이의 접촉력을 일정하게 유지하는 것이기 때문에 접촉력을 시스템의 출력 y로 선택하였다.
- 본 논문에서는 고속으로 운전하는 전차에 연속적으로 전력을 공급하기 위해 일정한 접촉력을 유지하도록 제어하는 능동 팬터그래프 시스템을 제안하고자 한다. 기존 연구에서는 가선의 높이가 일정하다는 가정을 바탕으로 대부분의 연구가 수행되었다[1-7].
- 그러나 본 논문에서는 기존의 연구결과와는 다르게 가선의 높이를 외란으로 간주한 팬터그래프 모델을 고려한다. 즉 본 논문에서는 가선의 높이를 외란으로 간주한 팬터그래프 모델에 주파수 응답을 고려한 제어기와 진상보상기를 이용하여 기존의 능동 팬터그래프인 PID제어기보다 접촉력의 변동을 더 많이 줄일 수 있다는 것을 보이고자 한다.
가설 설정
- 고속에서 전차가 운행 시 가선의 변위는 그림 3과 같이 점선으로 나타난 모양으로 변하게 된다. 본 논문에서는 이러한 가선의 변위를 sin함수로 근사하여 시스템의 외란 d로 간주하였으며, 가선의 최대 변동폭은 0.2m, 한 span당 거리는 65.5m로 가정하였다. 따라서 외란 d는 전차의 속도를 v(m/sec)라고 하면 #(m)로 계산된다.
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