굴절차량의 안내/추진 제어 설계용 Toolbox

초록

한국철도기술연구원(KRRI)은 교통문제를 해결하기 위한 새로운 대중 교통수단으로 바이모달 트램(Bimodal Tram)을 개발 중이다. 이 차량은 트랙터와 트레일러가 연결된 굴절차량 형태이지만 모든 차륜이 조향 가 능하여 최소 회전 반경이 작다. 또 전철이 궤도를 따라가듯이 운행할 수 있고 승강장에서 승차를 편리하게 하기위한 접근성도 높일 수 있다. 이 러한 전륜조향 차량은 한사람의 운전자가 상황을 판단하고 조작하기에 무리가 있기 때문에 운행의 많은 부분이 자동화 될 필요가 있다. 특히 승강장에서의 도킹은 승강장과의 횡방향 거리를 긴밀하게 유지하면서 정확한 탑승위치에 정차하는 것으로 수동운전으로는 수행하기 어려운 부분이다. 자동운전은 크게 횡방향 안내제어와 종방향 추진제어로 나눌 수 있다. 자동운전을 위해서는 안내제어를 위한 3개의 조향각 입력과 속 도 및 위치 제어를 위한 추진 토크 입력을 결정할 안내/추진 제어기가 필요하다. 또 도로의 점착계수와 탑승 인원의 변동 및 차량 재원의 불확 실성에 대한 제어기의 강인성도 요구된다. 이와 같은 요구조건을 만족하 는 제어기의 설계를 위한 차량의 동역학 분석 및 설계된 제어기의 성능 분석용 Toolbox를 Matlab GUI환경에서 개발하였다. 본 논문은 KRRI 바이모달 트램용 안내/추진 제어 설계 Toolbox를 소개하고 사용법에 대 해 기술한다.