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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임영도
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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퍼지 제어기를 이용한 전기 이륜차의 정속 주행 제어기 설계 및 구현
Design and implementation of E-scooter
cruise controller using fuzzy controller
전자공학과 반 동 훈
지 도 교 수 임 영 도
전기 이륜차는 스로틀에 대하여 빠른 응답성과, 정속 주행 능력이 요구된다. 그러나 현재 양산중인 이륜차는 1.5KW(50cc)급으로 부하 변동에 취약하다. 탑승자의 무게, 짐 무게, 도로 상태(비포장 길,아스팔트 길), 바람의 저항 등의 영향으로 정속 주행 제어가 어려우며, 평지 및 경사로에 따라 급격한 속도 변화가 발생한다. 하지만 이륜차 모델 시 고려해야 할 변수가 많아 정확한 모델링이 어려우며, 모터 설계 시 각종 변수를 제한하여 설계하므로, 전기 이륜차는 이미 많은 오차를 가진다. 전기 이륜차의 정확한 모델링을 위해서는 수많은 센서(가속도 센서, 풍속센서, 무게 센서, 회전각 센서 etc)가 필요하지만, 많은 비용이 발생하므로 많은 센서를 설치할 수 없으며, 설치를 해도 운전자의 특성 및 차량 간 편차를 완전히 해결할 수 없다. 수많은 변수에 대하여 전기 이륜차의 정확한 모델링이 어렵기 때문에 정속 주행 제어가 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제어 대상 시스템의 모델링이 불필요한 퍼지 제어기를 이용하여 전기 이륜차의 속도 제어기를 설계 및 구현하였다. 또한 전기 이륜차 구동을 위한 모터 설계 및 DQ축 전류 제어기를 설계하여 장착하였다. 퍼지 제어기의 성능 검증을 위하여 운전자의 무게, 화물 무게, 도로 상태, 배터리 전압의 변동 등 여러 가지 조건에서 시뮬레이션을 수행 하였으며, 실제 차량을 이용하여 여러 가지 주행 조건에서 정속 주행 제어를 실험하였다. 제안된 퍼지 속도 제어기는 여러 가지 외란에서도 관성 부하를 갖는 전기 이륜차의 정속 주행 제어 능력이 우수하였다.
주요어 : DQ축 전류 제어기, 퍼지 제어기, IPMSM, 전기 이륜차, E-scooter
Design and implementation of E-scooter
cruise controller using fuzzy controller
전자공학과 반 동 훈
지 도 교 수 임 영 도
전기 이륜차는 스로틀에 대하여 빠른 응답성과, 정속 주행 능력이 요구된다. 그러나 현재 양산중인 이륜차는 1.5KW(50cc)급으로 부하 변동에 취약하다. 탑승자의 무게, 짐 무게, 도로 상태(비포장 길,아스팔트 길), 바람의 저항 등의 영향으로 정속 주행 제어가 어려우며, 평지 및 경사로에 따라 급격한 속도 변화가 발생한다. 하지만 이륜차 모델 시 고려해야 할 변수가 많아 정확한 모델링이 어려우며, 모터 설계 시 각종 변수를 제한하여 설계하므로, 전기 이륜차는 이미 많은 오차를 가진다. 전기 이륜차의 정확한 모델링을 위해서는 수많은 센서(가속도 센서, 풍속센서, 무게 센서, 회전각 센서 etc)가 필요하지만, 많은 비용이 발생하므로 많은 센서를 설치할 수 없으며, 설치를 해도 운전자의 특성 및 차량 간 편차를 완전히 해결할 수 없다. 수많은 변수에 대하여 전기 이륜차의 정확한 모델링이 어렵기 때문에 정속 주행 제어가 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제어 대상 시스템의 모델링이 불필요한 퍼지 제어기를 이용하여 전기 이륜차의 속도 제어기를 설계 및 구현하였다. 또한 전기 이륜차 구동을 위한 모터 설계 및 DQ축 전류 제어기를 설계하여 장착하였다. 퍼지 제어기의 성능 검증을 위하여 운전자의 무게, 화물 무게, 도로 상태, 배터리 전압의 변동 등 여러 가지 조건에서 시뮬레이션을 수행 하였으며, 실제 차량을 이용하여 여러 가지 주행 조건에서 정속 주행 제어를 실험하였다. 제안된 퍼지 속도 제어기는 여러 가지 외란에서도 관성 부하를 갖는 전기 이륜차의 정속 주행 제어 능력이 우수하였다.
주요어 : DQ축 전류 제어기, 퍼지 제어기, IPMSM, 전기 이륜차, E-scooter
목차
Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 전기 이륜차 및 제어기 설계 41. 전기 이륜차의 특성 4가. 전기 이륜차 개발 현황 4나. 전기 이륜차 BLOCK Diagram 5다. 전기 이륜차의 정속 주행 수준 6라. 전기 이륜차의 정속 주행 제어의 문제점 및 개선점 72. 전기 이륜차용 모터 설계 8가. 전기 이륜차의 사양 및 특성 8나. 전기 이륜차용 모터의 수학적 모델링 9다. 전기 이륜차용 모터의 설계 및 T-N 곡선 143. 전기 이륜차용 제어기 설계 19가. 동기 전동기 19나. d, q축 모터 제어기 23다. d, q축 전류 제어기 29라. PWM인버터 42마. 최대 토크 제어 및 약계자 제어 45Ⅲ. 퍼지 제어 시스템 521. 퍼지 제어 52가. 퍼지제어의 개요 52나. 퍼지화 53다. 지식 베이스(knowledge base) 구축단계 53라. 의사결정(inference process) 단계 54마. 비퍼지화(defuzzification) 단계 542. 퍼지 제어기 구성 56가. 퍼지 제어기 구성도 56나. 입력 소속 57다. 퍼지룰 59라. 출력 소속 함수 63마. 퍼지 결과 적용 65Ⅳ.전기 이륜차 시스템 661. 전기 이륜차 구성도 662. 모터 제어기 설계 68가. 하드웨어 설계 70나. 소프트웨어 설계 80Ⅴ. 전기 이륜차 주행 실험 831. 실험 장치 구성도 832. 시뮬레이션 구성도 843. 도로 상태 및 실험 조건 864. 전기 이륜차 시뮬레이션 결과 875. 퍼지 제어기를 이용한 전기 이륜차 주행 실험 결과 996. PI 제어기를 이용한 전기 이륜차 주행 실험 결과 111Ⅵ. 결론 119참고문헌 121
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