• Title/Summary/Keyword: 조향각 제어

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Integrated Chassis Control with Electronic Stability Control and Active Rear Steering (자세 제어 장치와 능동 후륜 조향을 이용한 통합 섀시 제어)

  • Yim, Seongjin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.11
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    • pp.1291-1297
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    • 2014
  • This paper proposes integrated chassis control (ICC) with electronic stability control (ESC) and active rear steering (ARS). Direct yaw moment control is used to generate a control yaw moment. A weighted pseudo-inverse-based control allocation (WPCA) method is adopted to distribute the control yaw moment into tire forces, generated by ESC and ARS. Simulation-based tuning of variables weights in the WPCA is used to enhance the yaw moment distribution performance. Simulations using the vehicle simulation software $CarSim^{(R)}$ show that the proposed ICC is effective in improving maneuverability and lateral stability.

The Road Speed Sign Board Recognition, Steering Angle and Speed Control Methodology based on Double Vision Sensors and Deep Learning (2개의 비전 센서 및 딥 러닝을 이용한 도로 속도 표지판 인식, 자동차 조향 및 속도제어 방법론)

  • Kim, In-Sung;Seo, Jin-Woo;Ha, Dae-Wan;Ko, Yun-Seok
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.16 no.4
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    • pp.699-708
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    • 2021
  • In this paper, a steering control and speed control algorithm was presented for autonomous driving based on two vision sensors and road speed sign board. A car speed control algorithm was developed to recognize the speed sign by using TensorFlow, a deep learning program provided by Google to the road speed sign image provided from vision sensor B, and then let the car follows the recognized speed. At the same time, a steering angle control algorithm that detects lanes by analyzing road images transmitted from vision sensor A in real time, calculates steering angles, controls the front axle through PWM control, and allows the vehicle to track the lane. To verify the effectiveness of the proposed algorithm's steering and speed control algorithms, a car's prototype based on the Python language, Raspberry Pi and OpenCV was made. In addition, accuracy could be confirmed by verifying various scenarios related to steering and speed control on the test produced track.

Adaptive Algorithms for Yaw Moment Distribution with ESC and ARS (적응 알고리즘을 이용한 ESC와 ARS 기반 요 모멘트 분배)

  • Yim, Seongjin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.12
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    • pp.997-1003
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    • 2016
  • This paper presents an application of adaptive algorithms for yaw moment distribution with electronic stability control (ESC) and active rear steering (ARS) in integrated chassis control (ICC). Integrated chassis control consists of upper- and lower-level controllers. In the upper-level controller, the control yaw moment is computed with sliding mode control required to stabilize a vehicle. In the lower-level controller, adaptive algorithms are applied to determine the required brake pressure of ESC and the necessary steering angle of ARS, in order to generate the control yaw moment. Simulation is performed using the vehicle simulation package CarSim to validate the proposed method.

Study on Improvement in Steering Performance of an Auto-Guided Tractor using a Laboratory-made HILS simulator (HILS 시뮬레이터를 이용한 자율주행 트랙터 조향시스템 개선 연구)

  • Lee, Chang-Joo;Han, Xiongzhe;Jeon, Chanwoo;Kim, Junghoon;Kim, Hakjin
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.19-19
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    • 2017
  • 자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

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Type-2 Fuzzy Self-Tuning PID Controller Design and Steering Angle Control for Mobile Robot Turning (이동로봇 선회를 위한 Type-2 Fuzzy Self-Tuning PID 제어기 설계 및 조향각 제어)

  • Park, Sang-Hyuk;Choi, Won-Hyuck;Jie, Min-Seok
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.20 no.3
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    • pp.226-231
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    • 2016
  • Researching and developing mobile robot are quite important. Autonomous driving of mobile robot is important in various working environment. For its autonomous driving, mobile robot detects obstacles and avoids them. Purpose of this thesis is to analyze kinematics model of the mobile robot and show the efficiency of type-2 fuzzy self-tuning PID controller used for controling steering angle. Type-2 fuzzy is more flexible in verbal expression than type-1 fuzzy because it has multiple values unlike previous one. To compare these two controllers, this paper conduct a simulation by using MATLAB Simulink. The result shows the capability of type-2 fuzzy self-tuning PID is effective.

A Study on Lateral Stability Enhancement of 4WS Vehicle with Active Front Wheel Steer System (능동전륜조향장치를 채택한 사륜조향차량의 횡방향 안정성 강화에 대한 연구)

  • Song, Jeong-Hoon
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.20 no.2
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    • pp.15-20
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    • 2012
  • This study is to propose and develop an integrated dynamics control system to improve and enhance the lateral stability and handling performance. To achieve this target, we integrate an AFS and a 4WS systems with a fuzzy logic controller. The IDCS determines active additional steering angle of front wheel and controls the steering angle of rear wheel. The results show that the IDCS improves the lateral stability and controllability on dry asphalt and snow paved road when double lane change and step steering inputs are applied. Yaw rate of the IDCS vehicle tracks reference yaw rate very well and body slip angle is reduced about by 50%. Response time of the IDCS vehicle is also decreased.

FMFNN Modeling of the Tire Characteristics for Ground Vehicle Control (차량 제어를 위한 타이어 특성의 퍼지 소속 함수 신경망 모델링)

  • 박명관;서일홍
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.6 no.2
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    • pp.57-71
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    • 1996
  • 차량 모델 비선형성의 주된 요인중 하나는 타이어의 비선형성이라고 할 수 있다. 타이어 모델도 간편화하기 위해 선형화된 타이어 모델을 적용할 경우에 저속 주행 또는 고속 주행이라고도 조향각이 적을 때는 문제가 없지만, 급격한 가감속과 과도한 조향각을 주었을 때는 타이어 미끄럼 각(Tire Slip Angle)이 급격히 변화되므로 선형화 된 타이어 모텔을 적용하지 못하게 된다. 그러므로 타이어와 지면 사이의 물리적 현상을 자세히 표현할 수 있는 비선형 타이어 모델을 적용하지 못하게 된다. 그러므로 타이어와 지면 사이의 물리적 현상을 자세히 표현할 수 있는 비선형 타이어 모델이 요구되어진다. 실험적 모델은 실제 차량의 실험 데이터를 바탕으로 커브 피팅(Curve Fitting)하여 타이어의 동특성을 표현하도록 모델링 하므로서 모델의 정확도를 높일 수 있는 반면 요구하는 계수들이 많아지게 되어 계산량이 증가되는 단점이 있다. 기존의 타이어 모델 연구 결과에 대해 분석하고, 관측 자료들을 바탕으로 FMFNN(Fuzzy Membership Function based Neural Network)을 이용한 함수 근사화로서 타이어 횡축력과 종축력의 모델링 방법을 제안하였다.

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Adaptive Variable Weights Tuning in an Integrated Chassis Control for Lateral Stability Enhancement (횡방향 안정성 향상을 위한 통합 섀시 제어의 적응 가변 가중치 조절)

  • Yim, Seongjin;Kim, Wooil
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.1
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    • pp.103-111
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    • 2016
  • This paper presents an adaptive variable weights tuning system for an integrated chassis control with electronic stability control (ESC) and active front steering (AFS) for lateral stability enhancement. After calculating the control yaw moment needed to stabilize a vehicle with a controller design method, it is distributed into the tire forces generated by ESC and AFS using weighted pseudo-inverse-based control allocation (WPCA). On a low friction road, lateral stability can deteriorate due to high vehicle speed. To cope with the problem, adaptive tuning rules on variable weights of the WPCA are proposed. To check the effectiveness of the proposed method, a simulation was performed on the vehicle simulation package, CarSim.

Fuzzy Rule Based Trajectory Control of Mobile Robot (이동용 로봇의 퍼지 기반 추적 제어)

  • Lee, Yun-Hyung;Jin, Gang-Gyoo;Choi, Hyeung-Sik;Park, Han-Il;Jang, Ha-Lyong;So, Myung-Ok
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.34 no.1
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    • pp.109-115
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    • 2010
  • This paper deals with trajectory control of computer simulated mobile robot via fuzzy control. Mobile robot is controlled by Mamdani type fuzzy controller. Inputs of the fuzzy controller are angle between mobil robot and target, changed angle and output is the steering angle, which is control input. Fuzzy rules have seven rules and are selected by human experiential knowledge. Also we propose a scaling factors tuning scheme which is the another focus in designing fuzzy controller. In this paper, we adapt the RCGA which is well known in parameter optimization to adjust scaling factors. The simulation results show that the fuzzy control effectively realize trajectory stabilization of the mobile robot along a given reference target from various initial steering angles.

A Study on Integrated Control of AFS and ARS Using Fuzzy Logic Control Method (Fuzzy Logic 제어를 이용한 AFS와 ARS의 통합제어에 관한 연구)

  • Song, Jeonghoon
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.22 no.1
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    • pp.65-70
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    • 2014
  • An Integrated Dynamics Control system with four wheel Steering (IDCS) is proposed and analysed in this study. It integrates and controls steer angle of front and rear wheel simultaneously to enhance lateral stability and steerability. An active front steer (AFS) system and an active rear steer (ARS) system are also developed to compare their performances. The systems are evaluated during brake maneuver and several road conditions are used to test the performances. The results showed that IDCS vehicle follows the reference yaw rate and reduces side slip angle very well. AFS and ARS vehicles track the reference yaw rate but they can not reduce side slip angle. On split-${\mu}$ road, IDCS controller forces the vehicle to go straight ahead but AFS and ARS vehicles show lateral deviation from centerline.