• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.369-374
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• 2007

This paper presents yaw vibration control performances of railway vehicle featuring controllable magnetorheological damper. A cylindrical type of MR damper is devised and its damping force is evaluated by considering fluid resistance and MR effect. Design parameters are determined to achieve desired damping force level. The MR damper model is then incorporated with the governing equations of motion of the railway vehicle which includes vehicle body, bogie and wheel-set. Subsequently, computer simulation of vibration control via proportional-integral-derivative (PID) controller is performed using Matlab. Various control performances are demonstrated under external excitation by creep force between wheel and rail.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.524-532
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• 2008

This paper presents yaw vibration control performances of railway vehicle featuring controllable magnetorheological damper. A cylindrical type of MR damper is devised and its damping force is evaluated by considering fluid resistance and MR effect. Design parameters are determined to achieve desired damping force level. The MR damper model is then incorporated with the governing equations of motion of the railway vehicle which includes vehicle body, bogie and wheel-set. Subsequently, computer simulation of vibration control via proportional-integral-derivative(PID) controller is performed using Matlab. Various control performances are demonstrated under external excitation by creep force between wheel and rail.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.543-549
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• 2012

본 연구는 차세대 분산형 고속전철 시제차량(HEMU-430X)의 후미진동저감에 관한것이다. VAMPIRE 해석을 통한 주행거동 관찰에서 HEMU-430X는 전두부 유선형 형상유지를 위하여 설치된 한방향 요댐퍼 때문에 후미차량에서 횡방향 진동이 예상되었으며, 430km/h에서 기준치를 초과하는 경우가 있었다. 이 후미진동을 감소시키기 위하여 차륜답면 형상변경, 횡댐퍼 댐핑계수조정, 요댐퍼 계수조정 등 다양한 방법을 시도하였으나 후미진동이 없어지지 않았다. 최종적으로 요댐퍼를 양방향으로 바꾸었을 때 횡방향 진동이 사라졌다. 실제 시운전에서는 150km/h로 주행하였을 때 횡방향 후미진동이 나타났으며, 요댐퍼를 양방향으로 바꾸어 300km/h 주행 시에도 후미진동이 나타나지 않았다. 추후 430km/h까지 최고속도시험을 수행할 예정인데 높은 속도에서 후미진동이 다시 발생한다면 본 연구에서 제시한 차륜답면 형상변화, 횡댐퍼 계수 조정 등의 방법을 이용해서 진동을 저감시킬 수 있을 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.798-803
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• 2006

The suspension elements like primary coil spring, yaw damper, body to body damper are core parts of high speed railway bogie and the faults relating to these elements are reported recently. Thus, this study is started to analyze the displacements characteristics of suspension elements of high speed railway rolling-stock for the purpose of preventing the faults and developing the maintenance technology for suspension elements like spring and dampers. For this purpose, we made a plan to measure the displacements of the primary coil spring, yaw damper and body to body damper in actual running condition. We developed the measurement device to measure the longitudinal displacement and angular displacement of suspension elements and installed this device to test suspension elements. Test to measure displacements of suspension elements is conducted in service line of high speed railway. The displacement data which is acquired from the test with actual vehicles was analyzed for its maximum displacement depending on the track sections. As a result of analysis, we obtained the displacement trends occurring with the sections and valuable results like maximum values and the displacement distribution.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.81-87
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• 2017

본 연구는 고속열차 시운전 시험과 이에 따른 주행동특성 고찰 및 개선에 관한 것이다. 고속열차 시운전 시험을 통한 선행 연구에서 도출한 요댐퍼 설치 방법에 따른 후미 진동 개선 방안을 실제 고속철도 차량의 시운전시에 적용하여 후미 진동 저감 효과가 있음을 확인하였다. 또한 전체 차량에 대한 진동저감 방안을 동역학 해석 소프트웨어를 사용하여 수치 해석적 방법으로 도출하였으며, 그 효과를 시운전 시험을 통하여 확인하였다. 개선된 설계안은 실제 2층 고속열차 객차에 적용되어 주행동특성 문제없이 시운전을 진행하였다. 차세대 고속열차 임계속도에 영향을 미치는 현가장치 파라미터들에 대한 민감도 분석을 수행하였으며, 임계속도에 크게 영향을 미치는 4개의 설계변수를 도출하였는데, 이는 1차 탄성조인트 열차진행 방향 강성, 2차 요댐퍼 시리즈 강성, 2차 횡댐퍼 댐핑계수, 차간 댐퍼 댐핑계수 순이었다. 이 설계변수에 대한 최적화를 통하여 임계속도를 23.3% 향상시키는 현가장치 파라미터를 제시하였으며, 이는 차세대 고속열차 상용화 모델의 설계에 이용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.797-803
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• 2019

본 연구는 동력분산형 고속열차의 횡방향 진동을 저감하기 위하여 진행되었다. 동역학 해석을 통한 연구에서 동력분산형 고속열차 시제차량(HEMU-430X)은 고속열차에서 주로 사용되는 차륜프로파일(XP55, GV40, S1002)에 관계없이 낮은 등가답면구배에서 횡방향 진동이 커지고, 차륜 마모가 진행되어 등가답면구배가 커지면 횡진동이 감소하는 경향을 보였다. 이는 HEMU-430X에 적용된 현가장치 특성치들의 조합된 결과로 인해 등가답면구배가 낮을 때 차체와 대차가 1.4Hz의 주파수로 공진하여 차체 헌팅이 발생되기 때문이다. 고속열차의 횡방향 진동저감에 대한 해외 사례에서 요댐퍼의 유압강성(Hydraulic stiffness)을 낮추어 진동을 개선한 사례를 고찰하였다. 요댐퍼의 시리즈 강성은 유압강성과 탄성조인트의 조합인데 본 연구에서는 유압강성 조정대신 비교적 간단하게 할 수 있는 탄성조인트의 강성을 낮추어 횡방향 진동을 개선하고자 하였다. 신규 제작된 탄성조인트를 적용한 요댐퍼의 시리즈 강성은 기존 요댐퍼 대비 60% 수준으로 낮았다. 60% 수준의 시리즈 강성이 적용된 요댐퍼를 HEMU-430X의 TC~M2 3량에 설치하여 시운전 시험을 수행하였다. 시운전 시험 결과 TC를 선두로 한 하행 주행 시 TC~M1의 횡방향 진동이 개선되고, MC를 선두로 한 상행 주행 시 후미 TC차량의 횡진동이 개선되는 결과를 보였다. 본 연구의 진동저감 방안은 향후 영업운전을 위해 도입되는 EMU-250 및 EMU-320의 횡방향 진동 문제 발생 시 해결책으로 적용할 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.71-76
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• 2010

This paper presents the feasibility for improving the ride quality of railway vehicle equipped with semi-active suspension system using magnetorheological(MR) fluid damper. In order to achieve this goal, a fifteen degree of freedom of railway vehicle model, which includes a car body, bogie frame and wheel-set is proposed to represent lateral, yaw and roll motions. The MR damper system is incorporated with the governing equation of motion of the railway vehicle which includes secondary suspension. To illustrate the effectiveness of the controlled MR dampers on railway vehicle secondary suspension system, the sky-hook control law using the velocity feedback is adopted. Computer simulation for performance evaluation is performed using Matlab. Various control performances are demonstrated under external excitation which is the creep force between wheel and rail.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.561-567
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• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제6권2호
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• pp.23-32
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• 2005

An experimental control system is proposed for the attitude control of a simplified 2-DOF helicopter model. The main rotor is a rigid one, and the fuselage is simply supported by a fixed hinge point where the longitudinal motion is decoupled from the lateral one since the translations and the rolling rotation are completely removed. The yaw trim of the helicopter is performed with a tail rotor, by which the azimuthal attitude can be adjusted on the rotatable post in the yaw direction. The robust sliding mode control tracking a given attitude angle is proposed based on the flight dynamics. A pitch damper is inserted for the control of pitching angle while the compensator to reaction torque is used for the control of azimuth angle. Several parameters of the system are selected through experiments. The results shows that the proposed control method effectively counteracts nonlinear perturbations such as main rotor disturbance, undesirable chattering, and high frequency dynamics.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.581-587
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• 2013

반경이 작은 곡선이 종종 존재하는 도시 내에서 운행되는 도시형자기부상열차는 전자석과 레일 사이에 기계적 접촉 없이 곡선주행을 할 수 있어야 한다. 특히, 안내제어가 없는 자기부상열차에 있어서는 승차감을 확보하면서 곡선추종성능을 향상시키기 위하여 차간 댐퍼의 설치가 고려된다. 자기부상 차량용 차간 댐퍼는 곡선 진출입시 차량에 발생하는 요(Yaw) 방향의 진동을 최소화할 수 있어야 함과 동시에, 부상 전자석이 레일과 접촉이 없도록 해야 한다. 본 논문에서는 곡선주행에서의 차간 댐퍼의 승차감과 곡선추종성에의 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위하여 부상제어, 차량, 대차 및 궤도가 포함된 동역학 모델을 이용한 동특성 시뮬레이션이 수행된다. 시뮬레이션을 통하여 차간 댐퍼의 효과가 분석되고 시험 선로에서의 주행시험을 실시하여 해석 결과의 신뢰성에 대한 검증이 이루어졌다.