질량 중심 변화에 따른 세바퀴 자동차의 동특성 분석 및 전복 방지 제어

Abstract

세바퀴 자동차는 기존의 자동차와 비교하여 여러 장점을 가지고 있어서 미래형 교통수단으로 각광받고 있다. 샤시 구조가 작기 때문에 제작비용이 적게 들고 연비 효율 측면에서 유리하다. 하지만 전복 위험성과 같은 안정성 문제를 가지고 있다. 게다가 만약 세바퀴 자동차가 개인형 자동차의 사이즈에 맞게 더욱더 가벼워 질 경우 많은 문제를 야기할 수 있다. 작은 무게 때문에, 무거운 사람이나 무거운 짐은 자동차의 무게중심을 변하게 하고, 이는 세바퀴 자동차의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구의 목표는 세바퀴 자동차의 동적 특성을 분석하고 안전을 보장하기 위한 전복방지 제어기를 설계하는 것이다. 우리는 이전에 연구된 앞바퀴는 스키드스티어링을 하고 뒷바퀴는 아크만 스티어링을 하는 자동차를 목표로 하였다. 또한 기존의 모델을 질량중심 변화를 고려하여 수정하였고 그 동적 특성이 분석되었다. 각 변수가 얼만큼 동적 특성에 변화를 미치는지를 연구하기 위하여 민감도 분석이 수행되었다. 자동차의 롤 안정성을 향상시키기 위하여 전복방지제어기가 설계되었다. 이를 위해서는 전복현상이 일어나기 전에 전복을 예측하는 것이 중요하다. 이 때문에 많은 연구자들이 전복 인자를 개발하였다. 우리는 전복인자들을 질량중심이 변하였을 경우에 대하여 수정하였고 이 성능을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 또한 전복방지제어를 하기 위하여 제동력을 이용하여 자동차의 앞방향 속도를 줄였고, 시뮬레이션을 통하여 또한 그 성능을 확인하였다.