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        인휠구동 전기차의 차량운동제어를 위한 기준모델적응제어

        조일범(Yi-Fan Zhao),이창노(Chang-Ro Lee),김영렬(Young-Ryul Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.10

        최근 전기차는 인휠모터에 의해 각 바퀴를 독립적으로 구동함으로서 차량제어성능을 대폭 향상키고 있다. 차량운동제어의 관점에서 보면 전기차는 전기모터의 빠른 응답성과 제어의 용이성으로 인해 차량의 운동성능을 대폭 향상시킬 수 있는 잠재력이 있다. 특히 최근에 도입된 인휠모터 구동은 각 바퀴를 독립적으로 구동할 수 있으므로 차량운동제어에 필요한 능동요모멘트를 내기 위하여 모터제어로 구동바퀴의 휠토크를 증감할 수 있으므로 제어의 폭이 넓다. 다양한 차량운동제어기술 중에서도 차량의 파라미터나 주행환경 변화에도 강인성과 안정성을 확보하는 적응제어기의 적용사례가 많다. 적응이란 새로운 환경에 순응하도록 거동을 변화시키는 것이므로 적응제어기는 차량의 동역학이나 외란의 변화에 대하여 응답을 수정할 수 있는 제어기이다. 본 논문에서는 인휠모터로 구동하는 전기차의 차량운동제어 (VDC)를 위하여 기준모델적응제어 (MRAC)를 적용하였다. 이를 위해 운전자의 조향입력에 대하여 원하는 차량응답을 갖는 1차계로 기준모델을 정의하였으며 적응기재로 Lyapunov 함수를 사용하여 제어기를 설계하였다. 제안된 제어기의 차량제어성능을 검증하기 위해 타이어-노면 마찰계수의 변동에 대한 J-Turn, Sine Steer, 이중차선변경에 대한 차량주행 시뮬레이션을 수행하였다. Recently, electric vehicles have been significantly improving vehicle control performance by independently driving each wheel by an in-wheel motor. This is because the in-wheel motor has a faster response and a wider range of control compared to an existing mechanical drivetrain. Vehicles usually accompany changes in vehicle parameters, and an adaptive controller that adjusts control parameters is effective to secure control robustness. In this study, reference model adaptive control (MRAC) was applied for vehicle dynamics control (VDC) of an electric vehicle driven by in-wheel motors. To this end, the desired vehicle response to a driver"s steering input was defined as a reference model, and a controller was designed using a Lyapunov function as an adaptation mechanism. In order to verify the performance of the proposed controller, vehicle driving simulations for a J-turn, sine steering, and double lane change were performed with changes of the friction coefficient between the tires and road.

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