표제지
목차
논문요약 8
제1장 서론 9
1.1. 연구의 필요성 9
1.2. 연구 동향 10
1.3. 연구 목적 10
제2장 모터 토크에 의한 전기 자동차의 이상 진동 원인 분석 12
2.1. 전기자동차의 진동의 특징 및 전달계 12
2.1.1. 전기 자동차 진동의 특징 및 진동 취약 조건 12
2.1.2. 전기 자동차의 구동계 13
2.2. 모터 토크 리플의 종류 및 원인 16
2.2.1. 코깅 토크(Cogging Torque) 16
2.2.2. 리플 토크(Ripple Torque) 16
2.2.3. 모터 토크 리플 모델링 16
제3장 전기자동차의 진동 저감 대책 20
3.1. 모터토크 리플 저감 기법 20
3.1.1. 모터 토크 리플을 저감하기 위한 설계기법 20
3.1.2. 모터 토크 리플을 저감하기 위한 제어기법 21
3.2. 반복학습제어에 의한 토크 리플 저감 25
3.2.1. 모터 토크 리플 저감을 위한 Iterative Learning Control 제어 25
제4장 가속도 센서를 이용한 구동모터 진동저감 29
4.1. 가속도 센서를 통한 모터토크 진동 성분추출 30
4.2. 진동성분 추출을 위한 High Pass Filter 적용 31
4.3. 진동저감을 위한 반복학습제어 적용 33
제5장 시뮬레이션 모델을 활용한 개선효과 검증 36
5.1. 시뮬레이션 모델 구성 36
5.1.1. 기계적 시뮬레이션 모델 36
5.1.2. 전기적 시뮬레이션 모델 41
5.2. 시뮬레이션 계획 및 결과 46
5.2.1. 기계 시뮬레이션 모델을 활용한 진동저감제어 효과 검증 46
5.2.2. 기계 전기 통합 모델을 사용한 진동저감제어 효과 검증 52
제6장 결론 57
6.1. 연구 결과 57
6.2. 추가 연구 필요 58
참고문헌 60
ABSTRACT 61
그림 2-1. 발진시 저속 영역 토크 리플에 의한 진동 발생 12
그림 2-2. 모터와 감속기로 구성된 전기차의 구동계 13
그림 2-3. 전기차 구동계의 기계 모델링 14
그림 2-4. 기계 모델의 응답특성 15
그림 2-5. 회전자 각에 따른 가속도 19
그림 2-6. 전기차 진동의 주파수 분석 19
그림 3-1. Programmed 전류 파형 제어 Block Diagram 22
그림 3-2. Estimator를 사용한 토크리플 저감 제어 23
그림 3-3. Speed Loop Disturbance Rejection 적용 효과 24
그림 3-4. 반복학습제어가 적용된 영구자석동기모터 제어Block Diagram 25
그림 3-5. 메모리 기반 반복학습제어 Schematic 28
그림 4-1. 차량 자세 제어에 활용되는 차량용 가속도 센서 29
그림 4-2. 차량-모터 진동 모델링(Matlab Simulink) 30
그림 4-3. 차량-모터 진동 모델의 Step 입력에 대한 응답 31
그림 4-4. Cutoff Frequency 5 Hz의 1차 High Pass Filter의 주파수 응답 32
그림 4-5. 가속도 센서를 활용한 진동저감 제어 Block Diagram 33
그림 4-6. 반복학습제어 블록 내부 Block Diagram 33
그림 4-7. 제어 신호 Sampling (시간 → 위치 기준) 34
그림 5-1. 기계적 시뮬레이션 모델(Matlab Simulink) 36
그림 5-2. 기계모델의 Step토크 입력에 대한 가속도 응답 37
그림 5-3. 기계모델의 Step토크 입력에 대한 로터 위치 거동 38
그림 5-4. 기계모델의 Step토크 입력에 대한 드라이브샤프트 토크 거동 39
그림 5-5. 기계모델의 Step토크 입력에 대한 속도 및 가속도 응답 40
그림 5-6. Matlab Simluink로 구현한 전기모델 지배 방정식 42
그림 5-7. Matlab Simluink로 구현한 전기모터 및 제어기 통합 모델 43
그림 5-8. Matlab Simluink로 구현한 전기 제어기 모델 44
그림 5-9. 전기 모델을 사용한 시뮬레이션 결과 45
그림 5-10. 반복학습제어의 기계모델에 적용 46
그림 5-11. 반복학습제어 입력에 High Pass Filter 적용 47
그림 5-12. 반복학습제어 블록 내부 Block Diagram 47
그림 5-13. 반복학습제어(ILC)와 PID제어 적용 결과 비교 48
그림 5-14. 토크 출력에 임의의 고조파 성분 주입 49
그림 5-15. 반복학습제어 파라미터 변화에 따른 제어 성능 변화 50
그림 5-16. 유사 Steady State 구간에서 제어 응답 특성 비교 51
그림 5-17. 기계 전기 통합 시뮬레이션 모델(Matlab Simulink) 52
그림 5-18. 기계 전기 통합 시뮬레이션 결과 53
그림 5-19. 전류센서 Offset에 의한 토크 리플 시뮬레이션 결과 54
그림 5-20. 반복학습제어(ILC)와 PID제어 적용 결과 비교 55
그림 5-21. 반복학습제어(ILC)와 PID제어 적용 결과 비교(FFT) 56