곡률반경 추정방법을 이용한 철도차량 능동조향제어 전략

초록

철도차량의 조향기능 부재로 인한 문제점을 개선하고 곡선통과성능을 향상시키기 위한 철도차량 조향에 대한 연구가 일본, 독일 등 철도선진국을 중심으로 진행되어 왔다. 철도차량 조향기술은 1차현가요소 강성을 최적함으로서 윤축의 자기조향(self steering)기능을 향상시키는 방법이나 링크를 이용하여 윤축의 공격각을 저감시키는 방법이 철도차량에 적용되고 있다. 그러나 이 방법은 조향성능 향상이 제한적이므로 최근에는 조향기능을 크게 향상시킬 수 있는 능동제어기술을 이용한 능동조향제어(active steering control)기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 능동조향제어를 위한 제어전략은 윤축을 곡선의 곡률반경에 적합하게 제어하기 위한 제어전략으로서 직접적, 간접적인 여러가지 제어방법이 제시되고 있다. 그러나 직접적인 방법은 간접적인 방법에 비하여 제어성능이 우수하지만 이를 구현함에 있어서 실험실내에서는 가능하지만 센서기술의 미흡으로 실차에 적용하기에는 아직 이르다고 할 수 있다. 따라서 실차에 적용하기 위해서는 주로 간접적인 방법이 현실적인 대안으로 적용되고 있다.따라서 본 논문에서는 철도차량 실차에 적용이 용이하고 구현 가능한 실용적 능동조향제어 전략을 제시하고자 한다.