열차의 군집 제어를 위한 제어 구조 설계 및 L∞ 스트링 안정성 분석

초록

열차를 군집으로 운행하는 시스템을 고려할 때 다수의 열차들간에 간격을 안정적으로 제어하는 것은 중요한 설계 이슈이다. 본 논문은 열차 군집 제어의 안정적인 간격 제어를 위한 제어기 구조를 설계한다. 스트링 안정성은 선행 열차의 제어 오차나 외란이 후행 열차로 전달되는 과정을 평가한다. 스트링 안정성 관점에서, 고정 간격 기반 제어 방식과 운전 간격 기반 제어 방식을 비교한다. 이를 통해 고정 간격 기반 제어 방식이 가지는 구조적 한계를 증명하고 운전 간격 기반 제어 방식의 특징을 언급한다. 특히 운전 간격 기반 제어 방식에서 운전 간격 파라미터가 충분히 크면 스트링 안정성을 만족하도록 제어기를 설계할 수 있다. 또한 운전 간격 기반 제어기에 대해서 L ∞ 스트링 안정성을 해석하여, 군집의 열차 수에 무관하게 외란 입력에 대응하는 제어 오차가 발산하지 않음을 보여준다.

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