Hardware-in-the-loop 시뮬레이션 기반 제어기 검증을 위한 트랙터 plant 모델 개발 = Development of a Tractor Plant Model for Validation of Controller Based on Hardware-in-the-loop Simulation

국문 초록 (Abstract)

제어기 알고리즘을 실제 트랙터에서 검증을 진행할 경우, 기능 안전 로직의 신뢰성에 따라 비용이 커지는 제한점이 있다. 그러므로 이번 연구에서는 hardware-in-the-loop 시뮬레이션(HILS) 기반 제어기 검증을 위하여 트랙터를 구성하는 전체 요소 중 제어기 외의 부분을 MATLAB/Simulink를 기반해 트랙터 plant 모델을 개발하였다.
개발된 트랙터 plant 모델은 입출력 프로세싱, HCU, 엔진, 변속기, 차량 모델의 크게 5가지 부분으로 이루어져 있다. 입출력 프로세싱은 제어기와 plant 모델이 주고받는 데이터의 종류에 따라 dSPACE 사의 ConfigurationDesk 6.7 프로그램을 통해 HILS의 realtime 구동이 가능하게끔 개발되었다. HCU는 모델링에 사용한 트랙터 비례제어밸브의 전류-압력 특성과 싱크로나이저의 전류 신호별 액추에이터의 거동을 반영하도록 개발되었다. 엔진은 토크맵에 따라 속도제어와 거버너를 통한 idle 제어가 가능하도록 개발되었다. 변속기는 전후진 클러치, 주변속 8단으로 구성된 듀얼 클러치 변속(DCT) 시스템과 함께 부변속 4단, PTO 3단으로 구성하였다. 차량 모델은 차량 무게, 타이어 제원 등의 실차 데이터를 사용하여 동역학 모델로 구성하였다. 개발된 트랙터 plant 모델은 test harness 기반 검증을 수행하였으며, 요구된 모델 성능을 만족함을 확인하였다.