• 제목/요약/키워드: 현가 시스템

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LQG/LTR 설계방법을 이용한 자동차 현가장치 능동제어 (Automotive Active Suspension Design using LQG/LTR method)

  • 박봉철;황재혁
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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    • pp.86-92
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    • 1993
  • 자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.

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차량용 현가장치 적용 에너지 하베스팅을 위한 전력변환 시스템에 관한 연구 (A study on Power Conversion System for Energy Harvesting applied to Vehicle Suspension)

  • 이진규;안민혁;박병건
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.210-211
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    • 2017
  • 본 논문에서는 자동차가 주행 시 노면에서 발생되는 충격을 흡수하는 현가장치에서 전기에너지를 얻기 위한 에너지 하베스팅 기술에 적용 가능한 전력변환 시스템에 관하여 연구 하였다. 제안된 전력변환장치는 2상 AC-DC 다이오드를 직렬로 구성하여 선형 발전기의 서로 다른 주파수와 크기를 갖는 출력전압에 대해 효과적으로 전기에너지로 변환하도록 하였다. 제안한 전력변환시스템의 가능성을 확인하기 위해 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

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차량 현가시스템 성능 향상을 위한 현가장치 모델링 및 고유구조 지정 제어기 설계 연구 (A Study on the Suspension System Modeling and Left Eigenstructure Assignment Control Design for Performance Improvement of an Automotive Suspension System)

  • 김주호;서영봉;최재원;유완석
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권11호
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    • pp.81-88
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    • 1999
  • A conventional quarter-car suspension system is a single input system with one actuator. Thus, the performance enhancement for ride quality could be limited. In this paper, we propose a novel automotive suspension system for a quarter-car with two independent actuators to improve the control performance. The left eigenstructure assignment method for multi-variable systems has been applied to the proposed novel quarter-car model.

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강화학습에 의한 현가장치의 제어 (Suspension Control using Reinforcement Learning)

  • 정규백;문영준;박주영
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.163-166
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    • 2007
  • 최근에 국내외의 인공지능 분야에서는, 강화학습(reinforcement learning)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 능동형 현가장치(active-suspension)의 제어를 위하여 RLS 기반 NAC(natural actor-critic)을 활용한 강화학습 기법을 적용해보고, 그 성능을 시뮬레이션을 통해 확인해본다.

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Macpherson형 현가시스템의 새로운 모델링 (New Modeling of a Suspens~on System of Macpherson Type)

  • 홍금식;전동섭;유완석;최재원
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.509-512
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    • 1995
  • A new modeling incorporating the role of control arm is proposed for the Macpherson type suspension system. Vertical displacement of the sprung mass and angular displacement of the control arm are selected as main control variables in the new modeling. With the same values of suspension vehicle parameters the conventional modeling and the new modeling are compared in terms of open loop characteristics.

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자동차의 능동형 샤시시스템 개발동향

  • 허승진
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.57-65
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    • 1996
  • 본 고에서는 최근에 가장 대표적인 능동형 샤시시스템으로 부각되고 있는 각종 능동식 현가시스템 및 4륜 조향 시스템의 개발동향 및 기술적, 경제적인 측면에서의 종합적인 검토를 하고자 한다.

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철도차량용 코일스프링 횡강성 해석 (Analysis on the Lateral Stiffness of Coil Spring for Railway Vehicle)

  • 허현무;안다훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.84-90
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    • 2018
  • 철도차량의 거동을 해석하기 위하여 다물체 동역학 모델을 구성함에 있어 현가시스템을 구성하는 스프링, 댐퍼와 같은 현가요소에 대한 스프링강성이나 감쇠계수와 같은 물성치 파악은 매우 중요하다. 그 중 1차, 2차 현가시스템에 주로 활용되고 있는 코일스프링에 대한 동역학 모델을 구성함에 있어 축방향 강성은 도면이나 설계자료에 명확하게 명시되어 있지만 횡방향에 대한 물성은 명시되어 있지 않아 동역학 해석 모델 구성에 어려움을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 철도차량의 현가시스템에 폭 넓게 적용되고 있는 코일스프링에 대한 횡강성을 해석하기 위한 모델에 대하여 검토하고자 한다. 코일스프링 시료에 대한 횡강성을 해석하고자 유한요소해석 방법을 수행하였고 Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 그리고 코일스프링 시료를 대상으로 횡강성 특성시험을 수행하여 해석모델과의 적합성을 검토하였다. 시험결과와 비교한 결과, Krettek와 Sobczak의 코일스프링 횡강성 해석모델을 적용하고 보정계수를 수정한 결과가 시험결과에 근사한 결과를 얻을 수 있었다.

스카이훅 시스템에의 능동 서스펜션 제어 이론 적용에 관한 연구 (A Study on Adopting Active Suspension Control in Sky Hook System)

  • 박중현;장승재
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.950-955
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    • 2006
  • 본 논문에서는 스카이훅댐퍼 시스템의 해석 및 설계에 능동 서스펜션 제어 이론을 적용하여 현가장치설계에 응용 할 수 있는 이론 및 실험 적 제어장치 적용에 관한 연구를 수행하였다. 최근의 현가장치설계에서는 강성과 감쇠를 능동적으로 제어하는 기술의 적용이 일반화되고 있으며, 다른 차량안정성 제어장치와의 연계성이 높아짐에 따라, 제어 시스템설계에서 보다 내구성 이 강하고 제어효과의 응답성이 빠르며 정도 또한 높은 제어장치의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 댐퍼의 위치관계에 따른 스카이훅시스템을 해석하여 위와 같은 빠른 응답성과 높은 정도의 제어가 가능한 제어시스템을 해석, 설계하기 위하여 강인제어시스템의 적용에 관한 고찰을 하였다. 그리고 제어대상시스템에 대한 강인제어시스템을 설계하기 위한 모델링 및 적용방법을 수식적으로 해석하였으며, 스카이훅현가장치의 제어시 스템설계에 중요한 내외란성 향상을 위한 강인제어시스템설계에 적용하는 방법에 관해 고찰하였다.