Anti-Slip Control by Adhesion Effort Estimation of 1C-4 Minimized Railway Vehicle using Load Torque Disturbance Observer

부하토크외란관측기를 이용한 1C-4M 축소형 철도차량장치의 점착력 추정에 의한 Anti-Slip 제어

  • 전기영 (명지대 대학원 전기공학과) ;
  • 조정민 (명지대 대학원 전기공학과) ;
  • 이승환 (대덕대학 전기과) ;
  • 오봉환 (명지전문대학 전기과) ;
  • 이훈구 (용인송담대학 전기정보과) ;
  • 김용주 (동양공전 전기시스템과) ;
  • 한경희 (명지대 전기제어정보공학부)
  • Published : 2003.08.01

Abstract

In electric motor coaches, the rolling stocks move by the adhesive effort between rail and driving wheel. Generally, the adhesive effort is defined by the function of both the weight of electric motor coach and the adhesive effort between rails and driving wheel. The characteristics of adhesive effort is strongly affected by the conditions between rails and driving wheel. When the adhesive effort decreases suddenly, the electric motor coach has slip phenomena. This paper proposes a re-adhesion control algorithm which uses the maximum adhesive effort by instantaneous estimation of adhesion force using load torque disturbance observer. Based on this estimated adhesive effort, the re-adhesion control Is peformed to obtain the maximum transfer of the tractive effort.

본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 부하 토크 외란 관측기를 이용하여 점착력 계수를 추정하고 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI 토크 제어하는 Anti-slip 제어를 제안한다. 부하 토크 외란 관측기는 회전자의 위치 정보와 토크 전류의 정보를 이용하여 부하 외란 토크를 추정하고, 부하 외란 토크에 철도차량 상수를 미용하여 점착력 계수를 추정한다. 또한 부하토크외란 관측기는 구조가 간단하며, 시스템의 외란 및 각종 제어이득. 시스템의 상수 변화에 대해서도 견실한 견인력 제어 특성을 가지고 있다. 이와 같은 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 IC4M(1-Controller 4-Motor) 축소형 철도차량시스템을 이용하여 제안된 알고리즘을 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다. 또한 실제 철도차량시스템의 경우 선로 표면의 상태 변화 및 차량속도의 가감에 따른 공전속도에 대한 점착력의 관계를 축소형 철도차량시스템으로 구현하여, 실제 철도차랑시스템의 경우와 비교 분석하여 최대 견인력제어가 되도록 하였다.

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