156-156 2024 [추계학술대회]
| 제목 | 상용 차량 종방향 속도 제어를 위한 모델 참조 적응 제어 기법 설계 |
|---|---|
| 분야 | 모빌리티 동력 및 구동시스템 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 이준영(국민대학교), 유진우(국민대학교) |
| Key Words | Control System (제어 시스템), PID Controller (PID 제어기), Adaptive Control (적응 제어), Model Reference Adaptive Control (모델 참조 적응 제어), Longitudinal Motion control (종방향 제어) |
| 초록 |
상용 차량은 승용 차량에 비해 높은 중량과 낮은 구동 및 제동 토크를 특징으로 하며, 총 중량 대비 건조 중량 비율이 크기 때문에 차량의 동적 특성이 하중 변화, 도로 상태 및 차량 상태에 민감하게 영향을 받는다. 이러한 특성으로 인해 상용차의 제어 시스템은 다양한 운행 조건과 외란에 취약할 수 있다. 기존의 PID 및 LQR 제어 방식은 외란과 모델 불확실성에 대한 대응력이 제한적이므로, 상용 차량에 안정적인 제어 성능을 보장하기 위해서 적응형 제어 기법의 도입이 필요하다. 본 연구에서는 상용 차량의 동적 특성을 반영한 모델 참조 적응 제어(Model Reference Adaptive Control, MRAC) 시스템을 설계하고 이를 통해 차량의 모델 불확실성 및 외란에 실시간으로 적응할 수 있는 제어 방법을 제안한다. 특히, 차량 종방향 제어의 두 가지 모델인 크루즈 컨트롤과 추종 제어를 하나의 통합된 제어 구조로 제시함으로 다양한 운행 조건에서의 일관된 제어 성능을 보장한다. 또한, 상용 차량의 특성에 맞춘 MRAC 시스템의 설계 및 튜닝 방법을 제안하여, 기존 제어 기법 대비 향상된 적응성과 강건성을 입증한다. 본 연구는 IPG 社 TruckMaker를 활용하여 실험을 진행했으며, 시뮬레이션 환경에서 상용 차량의 다양한 하중조건과 도로 조건을 재현했다. 실험 결과, 기존 고전 제어 기법인 PID 제어보다 다양한 하중조건에서도 안정적이고 강건한 제어 성능을 보였으며, 특히 다양한 외란 조건에도 적응성을 유지하여 차량의 동적 변화에도 실시간으로 적응함을 확인했다. 본 연구는 상용 차량의 종방향 제어에 있어 적응형 제어 기법의 가능성을 제시하며, 추후 실차 검증을 통해 상용 차량의 실제 주행 환경에서의 종방향 적응형 제어 기법의 성능을 검증할 계획이다. |
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