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문제 정의
- 따라서, 본 논문에서는 차량이 임의의 곡률을 가진 차선을 따라 일정한 차속으로 주행할 때의 요우(yaw) 운동, 횡방향(lateral) 운동, 롤(roll) 운동을 포함한 3자유도 차량 운동 모델을 유도하여 노면 조건의 변화와 하중 변화 등 여러 가지 요인에 의해 변화하는 코너링 강성에 강인한 제어기의 설계를 목적으로 한다.
가설 설정
- 차체의 롤 축과 x축은 보통 일치하지 않지만 단순화를 위해 차체는 x축을 중심으로 한 롤 운동을 하는 것으로 가정한다. 또한, 이때의 롤 각은 미소하며, 차체는 z축을 중심으로 요우 운동을 하는 것으로 가정한다.
- 스프링 아래 질량은 z′방향의 높이를 무시하고 질량은 x′-y′면에 분포하며 중심점은 x′축상의 U점이라고 가정한다.
- 이에 반하여, 스프링 아래 질량은 롤 운동은 하지 않고 z′축을 중심으로 차체와 같이 요우 운동만을 하는 것으로 가정한다.
- 유도된 3자유도 차선추종 모델을 바탕으로 제어기 설계에 필요한 각 파라미터를 선정하고 파라미터 변동 및 주파수 영역에서의 오차를 구한다. 차량은 80 [km/hr]의 일정한 속도로 주행하고 있는 것으로 가정하고 차량의 중심점 CG에서 차선 추종 오차를 측정하는 센서까지의 거리 ls를1.4 [m]로 가정한다. 본 논문에 적용된 차량의 각 파라미터는 일반적인 승용차를 기준으로 선정하였으며 각각의 단위와 크기는 Table 1과 같다.
- 또한, P점을 원점으로 하여 차량의 전후방향을 x′축, 이것에 직각인 횡방향을 y′축, 상하방향을 z′축으로 한 스프링 아래 질량(Unsprung Mass)에 고정된 좌표계를 x′-y′-z′로 한다. 차체의 롤 축과 x축은 보통 일치하지 않지만 단순화를 위해 차체는 x축을 중심으로 한 롤 운동을 하는 것으로 가정한다. 또한, 이때의 롤 각은 미소하며, 차체는 z축을 중심으로 요우 운동을 하는 것으로 가정한다.
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