• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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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.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.767-773
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• 2010

In the present work, vibration control performance of piezoactuator-based active mount system for unmanned aero vehicle(UAV) equipment is evaluated via hardware in the loop simulation(HILS). At first, the vibration level of UAV is measured and from this vibration data, the proper piezostack actuator is selected. Then, the dynamic model of active mount system including four active mounts and UAV camera equipment is derived. In order to evaluate vibration control performance, the HILS system is constructed. The proposed mount is prepared as hardware part and the other mounts are considered in software part. A sliding mode controller is designed and implemented to the HILS system. Effective vibration control results are presented in both time and frequency domains.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.35-43
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• 2014

The automobile industry requires technological innovations to reduce fuel consumption with the public interest in environmental conservation in recent years. Thus, the hybrid system is applied not only to passenger cars but also commercial vehicles. The purpose of this paper is to develop engine ECU_ILS to develop commercial hybrid vehicles. In order to develop the engine and vehicle, the dynamometer and exhaust gas analyzer is needed. However, a lot of time and cost are required. In contrast, the model-based development environment that can be applied to a variety of test conditions can reduce development time. Therefore, a HILS system environment that can consider the behavior of actual vehicles for evaluation of the control logic, fuel consumption and exhaust gas is required. This engine ECU_ILS system was developed in this study, can analyze parameter such as the fuel injection rate, fuel injection time, fuel consumption and exhaust gas like the actual vehicle test using map data. Also, this system is expected to be able to analyze the characteristic of vehicle behavior and the development of peripheral device in relation to engine and vehicles. This HILS system can be used to develop control strategies of commercial hybrid vehicle systems in the future.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.143-151
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• 2001

During the past several years, the major interests of car manufacturers in development of automatic transmission were in durability and shift quality. However, a large number of researches for improving shift quality that are based on dynamic characteristics of shifting mechanism have been rarely adopted in the developing process because it is quite difficult to predict the shifting performance from the dynamics simulation. One of the important reasons for the difference between simulation results and experiments arises from the automatic transmission hydraulic system that consists of many valves with high order model and shows a lot different dynamics to temperature variation. In this work, hardware-in-the-loop simulation system for automatic transmission was developed f3r improving the accuracy of simulated result by combining the real-time simulation model with the real hydraulic system. The real-time simulation for automatic transmission model excluding hydraulic system is executed with TI's TMS320C31 DSP and the interfacing board which includes 12bit A/D, PWM signal generator and driver, serial driver ,etc is designed for acquiring the simulation data and signal interface with hydraulic system. We verified the proper operation and correctness of shifting result by comparing the off-line simulation result with that of HILS and experimental result which was performed on transmission dynamometer driven by electric motor.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.25-33
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• 2015

This paper presents the d-q axis equivalent circuit model of an interior permanent magnet (IPM) which includes the iron loss resistance. The model is implemented to be able to run in real-time on the FPGA-based HIL simulator. Power electronic devices are removed from the motor control unit (MCU) and a separated controller is interfaced with the real-time simulated motor drive through a set of proper inputs and outputs. The inputs signals of the HIL simulation are the gate driver signals generated from the controller, and the outputs are the winding currents and resolver signals. This paper especially presents iron loss prediction which is introduced by means of comparing the torque calculated from d-q axis currents and the desired torque; and minimizing the torque difference. This prediction method has stable prediction algorithm to reduce torque difference at specific speed and load. Simulation results demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed methods.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.613-619
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• 2017

본 논문에서는 PMS(Power Management System) HILS(Hardware In the Loop Simulaition) 가상 제어기 환경 구축을 위하여 디젤과 LNG를 연료로 사용가능한 DF(Dual Fuel) Generator를 MATLAB/SIMULINK 기반으로 모델링을 수행하고 시뮬레이션 결과 모니터링이 가능한 인터페이스를 구현하였다. DF Generator의 주요 구성은 기계적 동력을 공급하는 DF 엔진과 기계적 동력을 받아 전력을 생산 및 공급을 하는 동기발전기가 있다. DF 엔진의 서브모델은 throttle body, intake manifold, torque generation 그리고 mass of LNG and diesel quantity 가 있다. 또한, 단일 용량을 초과하는 전체 부하를 공유하기 위하여 병렬 연결된 DF Generator 와 governor 모델을 이용하여 부하 분담 시스템을 구현하였다. 시뮬레이션 결과와 가상 부하에 따른 예상 결과의 비교를 통해 DF Generator 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1217-1222
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• 2010

본 논문은 근접감시 무인항공기(KUS-9)의 비행제어 소프트웨어(S/W) 개발 과정과 모델기반 개발 기술 적용 결과를 다룬다. 대표적인 상용 모델기반 설계도구인 MATLAB $Simulink^{(R)}$를 활용하여 통합개발 환경을 구축하고 비행제어법칙, 운용로직, 비행 시뮬레이션 모델, HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 시스템 모델을 설계하였다. 설계 과정에서 요구사항 충족을 위한 시뮬레이션 및 동료검토를 수행하고 DO-178B 검증 도구를 이용하여 모델을 검증한 후 S/W시험 도구를 통해 C코드의 무결성을 검증하였다. 탑재 소프트웨어는 두 기종의 하드웨어 및 실시간운용체제(${\mu}C$/OS-II, VxWorks)에 탑재하여 HILS시험과 비행시험을 수행하였다. 모델기반 개발 기법을 적용함으로써 S/W 재사용성과 확장성을 확보하고 자동코드생성 기술을 이용하여 고신뢰 비행제어 S/W를 단기간에 성공적으로 개발하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권1호
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• pp.9-16
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• 2023

로봇은 군사 분야로까지 활용 범위를 넓히며 다가올 미래전에서 감시경계, 적군 탐지 등 중요한 임무를 맡게 될 것으로 전망된다. 군집 로봇은 다수라는 장점으로 단일 로봇이 수행하기 어렵거나 오랜 시간이 소요된 임무를 보다 효율적으로 수행할 수 있다. 상호 간 인지 및 협업이 필수인 군집 로봇은 방대한 데이터를 주고 받으며, 이로 인해 SW의 검증이 점점 더 어려워지고 있다. 임무 검증의 신뢰성을 높이기 위해 사용하는 Hardware-in-the-loop simulation은 복잡한 군집 로봇의 SW 검증을 가능하게 하나, HILS 장치와 시뮬레이터 간 주고 받는 검증 데이터의 양이 검증 대상 시스템 수에 따라 기하급수적으로 증가하여 통신 과부하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 군집 로봇의 임무 검증에서 발생하는 통신 과부하 문제를 해소하기 위해 디지털 트윈 기반의 통신 최적화 기법을 제안한다. 제안하는 Digital Twin based Multi HILS Framework 하에서 Network DT은 Network Controller 알고리즘을 통해 임무 시나리오에 따라 각 로봇에게 네트워크 자원을 효율적으로 할당할 수 있으며, 군집에 참여하는 개별 로봇들이 요구하는 Sensor Generation Rate를 모두 만족시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 데이터 전송에 대한 실험 결과 패킷 손실 비율을 기존 15.7%에서 약 0.2%로 감소시킬 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.30-36
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• 2011

The current test methods are insufficient to evaluate and ensure the safety and reliability of vehicle system for all possible dynamic situation including the worst case such as rollover, spin-out and so on. Although the known NHTSA Sine with dwell steering maneuvers are applied for the vehicle performance assessment, they aren't enough to estimate other possible worst case scenarios. Therefore, it is crucial for us to verify the various worst cases including the existing severe steering maneuvers. This paper includes useful worst case based upon the existing worst case scenarios mentioned above and worst case evaluation for vehicle dynamic controller in simulation basis and UCC HILS. The only human steering angle is selected as a design parameter here and optimized to maximize the index function to be expressed in terms of both yaw rate and side slip angle. The obtained scenarios were enough to generate the worst case to meet NHTSA worst case definition. It has been concluded that the new procedure in this paper is adequate to create other feasible worst case scenarios for a vehicle dynamic control system.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.43-49
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• 2022

본 논문은 전동기의 저속 영역 운전의 센서리스 기법으로 적합한 고조파 주입 센서리스 제어기법에서 사인파, 삼각파 및 사각파를 주입하여 인가 전압 파형에 따른 센서리스 성능을 비교한다. 본 연구는 영구자석 전동기의 센서리스 기법에 관한 것이다. 1kHz 주파수를 갖는 여러 모양의 파형을 주입하여, 각 파형에 대한 추정된 각도의 오차량을 비교 분석한다. 실험은 HILS(hardware in the loop simulation) 시스템을 이용하였으며, Hardware는 제어보드이며 실시간 시뮬레이터에는 Simulik로 구현된 인버터와 전동기의 모델이 위치한다. 제어 알고리즘은 FPGA 제어보드로 구현하였으며, 이는 10kHz 주파수의 PWM 인터럽트 서비스 루틴, 고조파 주입 및 위치 검출 센서리스 알고리즘 등을 포함한다. HILS 실험을 통해 사인파, 삼각파 및 사각파 고조파 주입시 센서리스 제어 성능을 비교한다.