일시적 불확실성을 갖는 도로 차량 서스펜션을 위한 유한기억구조 스무딩 필터 = A Finite Memory Structure Smoothing Filter Based Road Vehicle’s Suspension System with Temporary Uncertainties

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 일시적인 불확실성을 갖는 도로 차량의 서스펜션 시스템을 제안한다. 내재적인 견인성을 제공할 뿐만 아니라 관측값과 추정값가용성 사이에 고정된 지연이 있는 경우를 고려하기 위해 유한기억구조(Finite Memory Structure, FMS) 스무딩 필터(Smoothing filter)를 적용한다.
첫째, 서스펜션 시스템에서의 일시적인 불확실성으로 모델 불확실성과 미지의 입력을 논의하고 추정 필터의 역할을 설명한다. 둘째, 일시적인 불확실성이 있는 상황에서 FMS 스무딩 필터 기반의 도로 차량 서스펜션 시스템을 제안한다. FMS 스무딩 필터 이득의 시불변성을 설명하고, 윈도우 길이와제안된 시스템 성능과의 관계를 간략하게 기술한다. 마지막으로, 제안된 FMS 스무딩 필터 기반 시스템의 성능을 검증하기 위해 일시적인 불확실성이있는 경우와 없는 경우 모두에 대해서 매트랩(MATLAB)을 활용한 광범위한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한다. FMS 스무딩 필터 기반의 시스템이일시적인 불확실성이 존재하는 경우에 FMS 및 무한 기억 구조(Infinite Memory Structure, IMS) 필터 기반 시스템보다 더 우수함을 보여준다.
아울러, FMS 스무딩 필터 기반 시스템은 일시적인 불확실성의 효과가 완전히 사라진 후 FMS 필터 기반 및 IMS 스무팅 필터 기반 시스템과 동등한성능을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, an alternative road vehicle's suspension system with temporary uncertainties is developed. The finite memorystructure(FMS) smoothing filter is adopted to provide intrinsic robustness as well as to consider cases where there is a fixed delay betweena measurement and the availability of its estimate. The single-corner model, which is also called the 1/4 model or the quarter-car modelfor one of the four wheels, for the road vehicle's suspension system and its state-space model are described. Model uncertainty andunknown input are introduced as representative temporary uncertainties, and the role of estimation filter is described to resolve problemsdue to temporary uncertainties. Then, the FMS smoothing filter based road vehicle's active suspension system is developed under temporaryuncertainties. The time-invariance of the FMS smoothing filter gain is explained and the relationship between the window length andthe performance is briefly described. To verify the performance of the developed FMS smoothing filter based system, extensive computersimulations using MATLAB are performed to cover both nominal and temporarily uncertain systems. It is shown that the FMS smoothingfilter based road vehicle's active suspension system can outperform not only FMS filter based system but also infinite memory structure(IMS)filter based system. Moreover, after the effect of temporary uncertainty completely disappear, the FMS smoothing filter based systemis shown to be comparable to FMS filter based and IMS smoothing filter based systems.