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차량 전복 방지를 위한 롤 및 요 운동 제어기의 성능 비교
Comparison Among Yaw and Roll Motion Controllers for Rollover Prevention 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.20 no.7, 2014년, pp.701 - 705  

임성진 (서울과학기술대학교 기계자동차공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This article presents a comparison among several yaw and roll motion controllers for vehicle rollover prevention. In the previous research, yaw and roll motion controllers can be independently designed for rollover prevention. Following this idea, several yaw and roll motion controllers are designed...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 차량의 전복을 방지하기 위해 요 운동 제어기와 롤 운동 제어기를 독립적으로 설계하였고 CarSim에서 시뮬레이션을 수행하여 이들을 결합한 제어기의 성능을 비교 하였다. 시뮬레이션 결과 요 운동 제어기는 시간지연 제어기가, 롤 운동 제어기는 LQ SOF를 적용한 제어기가 가장 좋은 성능을 보였다.
  • 최근 임성진의 연구에 의하면 차량의 요 운동과 롤 운동을 제어하는 제어기는 서로 독립적으로 설계할 수 있으며 서로의 성능에 영향을 미치지 않음이 밝혀졌다[7]. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문에서는 차량의 요 운동과 롤 운동을 제어하는 다양한 제어기들을 설계하고 성능을 비교함으로써 요 운동과 롤 운동에 가장 적합한 제어기를 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차량의 전복을 방지하기 위한 가장 단순한 방법은 무엇인가? 차량의 전복을 방지하기 위한 가장 단순한 방법은 선회시 차량의 외측 차륜에 제동 입력을 가하여 선회 반경을 증가시킴으로써 차량의 횡가속도를 감소시키는 것이다[2-4]. 하지만 선회 반경의 증가는 또 다른 사고를 야기할 수 있다.
차량의 전복을 방지하기 위해 요 운동 제어기와 롤 운동 제어기를 독립적으로 설계하고 CarSim에서 시뮬레이션을 수행하여 이들을 결합한 제어기의 성능을 비교한 결과는 어떠한가? 본 논문에서는 차량의 전복을 방지하기 위해 요 운동 제어기와 롤 운동 제어기를 독립적으로 설계하였고 CarSim에서 시뮬레이션을 수행하여 이들을 결합한 제어기의 성능을 비교 하였다. 시뮬레이션 결과 요 운동 제어기는 시간지연 제어기가, 롤 운동 제어기는 LQ SOF를 적용한 제어기가 가장 좋은 성능을 보였다. 또한 PID와 LQR과 같은 선형 제어기에 비해 슬라이딩 모드 제어기와 시간지연 제어기와 같은 비선형 제어기가 더 좋은 성능을 보였다.
롤 운동 제어기는 무엇인가? 롤 운동 제어기는 차량의 롤 각과 롤 각속도를 0으로 만드는 제어기이다. 롤 운동 제어기를 설계할 때에는 그림 1의 1자유도 단순 롤 모델과 그림 2의 4 자유도 롤 평면 모델을 이용한다.
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참고문헌 (11)

  1. National Highway Traffic Safety Administration., "Motor vehicle traffic crash injury and fatality estimates, 2002 early assessment," NCSA (National Center for Statistics and Analysis) Advanced Research and Analysis, 2003. 

  2. B. Chen and H. Peng, "Differential-braking-based rollover prevention for sports utility vehicles with human-in-the-loop evaluations," Vehicle System Dynamics, vol. 36, no. 4-5, pp. 359-389, 2001. 

  3. A. Y. Ungoren and H. Peng, "Evaluation of vehicle dynamic control for rollover prevention," International Journal of Automotive Technology, vol. 5, no. 2, pp. 115-122, 2004. 

  4. J. Yoon, K. Yi, and D. Kim, "Rollover index-based rollover mitigation system," International Journal of Automotive Technology, vol. 7, no.7, pp. 821-826, 2006. 

  5. S. Yim, Y. Park, and K. Yi, "Design of active suspension and electronic stability control for rollover prevention," International Journal of Automotive Technology, vol. 11, no. 2, pp. 147-153, 2010. 

  6. S. Yim, K. Jeon, and K. Yi, "An investigation into vehicle rollover prevention by coordinated control of active anti-roll bar and electronic stability program," International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 10, no. 2, pp. 275-287, 2012. 

  7. S. Yim, C. W. Yim, and M.-H. Oh, "An investigation into the structures of linear quadratic controllers for vehicle rollover prevention," Proc. of IMechE, Part D, Journal of Automobile Engineering, vol. 227, no. 4, pp. 472-480, 2013. 

  8. Mechanical Simulation Corporation, CarSim User Manual, Version 5, 2001. 

  9. A. E. Bryson and Y. C. Ho, Applied Optimal Control, New York: Hemisphere, 1975. 

  10. N. Hansen, S. D. Muller, and P. Koumoutsakos, "Reducing the time complexity of the derandomized evolution strategy with covariance matrix adaptation (CMA-ES)," Evolutionary Computation, vol. 11, no. 1, pp. 1-18, 2003. 

  11. F. Zheng, Q.-G. Wang, and T. H. Lee, "On the design of multivariable PID controllers via LMI approach," Automatica, vol. 38, pp. 517-526, 2002. 

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