본 논문은 전기 스쿠터용 영구자석 동기 전동기(PMSM)의 토크제어 알고리듬을 제안한다. 전기 스쿠터용 인휠(In-wheel) 모터는 기구적으로 고 분해능의 회전자 위치검출 센서인 레졸버나 엔코더를 장착하기 어려워 저 분해능의 홀 센서를 사용한다. 본 논문은 홀 센서를 갖는 영구자석동기전동기의 벡터제어를 위하여 속도관측기를 사용하여 회전자의 속도 및 고분해능의 위치정보를 관측한다. 초기 기동시에는 일반적인 120도 통전방식의 BLDC 운전모드로 기동하고, 기동 후에는 벡터제어 방식으로 전환하여 단위 전류 당 최대 토크(Maximum Torque Per Ampere, MTPA) 운전과 약자속(Flux weakening) 제어를 수행한다. 제안한 알고리듬은 전기스쿠터의 장착실험을 통하여 검증하였다.
The objective of this research is to monitor and control the vehicle motion in order to remove out the existing safety risk based upon the human-machine cooperative vehicle control. A predictive control method is proposed to control the steering wheel of the vehicle to keep the lane. Desired angle of the steering wheel to control the vehicle motion could be calculated based upon vehicle dynamics, current and estimated pose of the vehicle every sample steps. The vehicle pose and the road curvature were calculated by geometrically fusing sensor data from camera image, tachometer and steering wheel encoder though the Perception Net, where not only the state variables, but also the corresponding uncertainties were propagated in forward and backward direction in such a way to satisfy the given constraint condition, maintain consistency, reduce the uncertainties, and guarantee robustness. A series of experiments was conducted to evaluate the control performance, in which a car Like robot was utilized to quit unwanted safety problem. As the results, the robot was keeping very well a given lane with arbitrary shape at moderate speed.
The feedback control scheme of the pressure control system of the rear wheel steering gear which has relatively large volume and sprung load was built up in order to improve th response characteristic of the system. The control algorithm chosen was a feedback compensator joined by a feedfoward compensator and the model matching method was used in the process of control system design. The structures and properties of the reference models were inspected and the parameters of the controller were decided. The improvement of the response characteristic of the pressure control valve by means of the feedback control is affirmed. Particularly, when the order of the system model is higher than the 2nd order, the effectiveness of the feedback control on the improvement of the response characteristic of the valve is distinct. And the convenience of the model matching method is the process of control system design is confirmed as well.
This paper proposes a robust control design method for improving the cornering stability of a personal electric vehicle equipped with in-wheel motors. In general, vehicles undergo severe parameter variations and unpredictable disturbances with respect to a wide range of driving conditions (e.g., road surface conditions and vehicle velocity conditions). For this reason, robust control design techniques are required to guarantee consistent driving performances and robustness against various driving conditions. In this paper, an adaptive sliding mode control method is employed to enhance cornering stability by controlling the direct-drive in-wheel motors independently. Additionally, in order to confirm the effectiveness of a proposed control method, real driving tests with an experimental personal electric vehicle are performed.
This paper presents an intelligent control approach for lateral position control of an autonomous four wheel steered snowplowing robotic vehicle. The vehicle is built for removing snow on the highway. Dynamics of the vehicle is derived and linearized for LQR control. Lateral position is controlled by the LQR method first, then the neural network control technique is introduced to improve tracking performances under the presence of load. The feasibility of using four wheel steering control is investigated by simulation studies of lateral position tracking of the Ford F-250 truck model. Performances of a LQR control method and a neural network control method under virtual snowplowing situation are compared.
As the development of microprocessor technology, electric power steering(EPS) system which uses an electric motor came to use a few years ago. It can solve the problems associated with hydraulic power steering. The motor only operates when steering assistance is needed, so it can save fuel and can reduce weight and cost by eliminating hydraulic pump and piping. As one of performance criteria of EPS systems, the transmissibility from road wheel load to steering wheel torque is considered in this paper. The transmissibility can be studied by fixing the steering wheel and calculating the torque needed to hold the steering wheel from road wheel load. A proportion-plus-derivative control is needed for EPS systems to generate desired static torque boost and avoid transmissibility of fluctuation. A pure proportion control can' satisfy both requirements.
When a conductive rod is put within rotating axial magnet wheels arranged parallel, three-axial magnetic forces generate on the rod. In some region, the forces has a property of negative stiffness, thus they can be applied to noncontact conveyance of the rod without a control load. Apart from the passive driving, the magnet wheel should be controlled for the rod to be stayed at the still state or be moved in a specified velocity. But, because a control input is just the rotating speed of the magnet wheel, the number of input is less than that of variables to be controlled. It means that levitation force and thrust force increase at the same time for increasing wheel speed, resulting from a strong couple between two forces. Thus, in this paper, a novel method, in which the longitudinal motion of the rod is controlled indirectly by the normal motion of the rod with respect to the wheel center, is introduced to manipulate the rod without mechanical contact on space.
The proportional pressure control valve(PCV) is an essential component in the open loop controlled rear wheel steering gear of the four wheel steering(4WS) system on the passenger car. The valve should have versatile functions and higher performance. But, it is hard to find the proportional pressure control valve suitable for the 4WS system. In this paper, the determination of the valve parameters was studied by the stability discrimination and the characteristic analysis for the purpose of the development of a new PCV for the 4WS. The mathematical model of the valve was derived from the valve-cylinder system and the programme for numerical computation was developed. The transfer function of the system was obtained from the mathematical model. The characteristics of the valve were inspected through the experiment and compared to those obtained by numerical method. And then the stability discrimination of the system was done by root locus and the analysis of characteristics was done by the developed programme. From the experiment and the analysis of characteristics was done by the developed programme. From the experiment and the inspection, the appropriation of mathematical model and the usefulness of the programme were confirmed. And the parameters which might affect the performance of the valve can be determined by considering the stability discrimination, the characteristics analysis and required functions.
In this paper, we develop a sliding mode control for steering wheel angle control based on torque overlay in order to resolve the problem of previous methods for Electric Power Steering (EPS) systems in the Lane Keeping System (LKS) of autonomous vehicles. For the controller design, we propose a 2nd order model of the electric power steering system in an autonomous LKS. The desired state model is designed to prevent a rapid change of the steering wheel angle. The sliding mode steering wheel angle controller is developed for the robustness of the disturbance. Since the proposed method is designed based on torque overlay, torque integration with basic functions of the EPS system for the steering wheel angle control is available for the driver's convenience. The performance of the proposed method was validated via experiments.
본 논문은 회전 동력을 직접 바퀴에 전달하는 휠-인 직구동 모터를 제어 대상으로 하여 속도 계측 및 제어시스템을 설계하는 방법에 대한 논문이다. 지능 제어기로서 16비트급 모션제어 전용의 dsPIC30F2010 마이크로프로세서를 사용한다. 프로세서의 여러 기능 중 내부의 최소 기능인 시스템 클럭, PWM, I/O, Timer 및 통신만을 사용하였고, 홀 신호 계측 및 제어 소프트웨어 기능에 대한 동작 특성을 시험하였다. 또한 이러한 기능을 이용하여 PDFF 속도제어 프로그램을 구현하고, 그 실험 결과를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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