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문제 정의
- 본 논문의 주요 목적은 차량의 횡방향 안정성 해석기법의 개발과 이를 이용한 시뮬레이션기법의 유효성 입증에 있다. 차량의 동적 안정성 한계를 예측하거나 다양한 주행조건에서 이런 안정성영역에 분석하여 적절한 제어입력을 결정할 수 있다.
- 본 연구에서는 차량을 안정성 영역 속에 존재하도록 하는 제어입력을 결정할 수 있는 차량안정성 제어방법을 제안하고, 임계 코너링(critical cornering) 상황에서 기존의 모델참조제어방법과의 제어성능을 비교하고자 한다. 다양한 주행환경에서 제어 전후의 슬립과 요모멘트를 비교 분석하였다.
- 본 장에서는 맵기반 제어방법과 모델참조제어 방법에 대한 제어성능을 비교하고자 한다. 두 방법의 제어성능을 분석하기 위하여 정현파(sine), 계단(step) 함수가 조향각 입력으로 이용되었다.
- 본 장에서는 차량을 안정 영역 속에 계속해서 유지하게 하고 제어입력으로 보상 요모멘트을 결정하는 맵기반 제어방법12을 제안하고자 한다. 제어 공학 분야에서 맵기반 제어기는 미리 결정된 룩업테이블(lookup table)에서 얻은 값을 기초로 한다.
가설 설정
- 에 따르면 다음과 같은 가정이 만족한다면 안정 영역의 경계는 평형점들의 안정한 매니폴드의 합이다: i) 모든 안정 경계 위에 있는 평형점은 모두 쌍곡선(hyperbolic)상에 있고, ii) 모든 안정 그리고 불안정 매니폴드들은 가로지름 조건(transversality condition)을 만족하고, iii) 안정성 궤적은 시간 t 가 무한대로 갈수록 평형점에 접근한다.
- 횡방향과 요모멘트 방향의 차량운동을 하는 2자유도계 비선형차량모델을 고려하자. 고려한 모델은 종방향으로 일정한 속도이고 코너링 상황에서 휠 사이의 무게이동이 없다고 가정한다. 이 경우의 차량의 상태방정식은 다음과 같다.
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