[2024-1학기 국민대학교 자동차융합실험] SONSODRIVE 활용 모델링 실습(A+)

소개

국민대학교 자동차융합대학 필수교과목인 자동차융합실험-SONSODRIVE 활용 모델링 실험 보고서입니다.
2024년-1학기 수강하였으며 A+ 받았습니다.
참고하셔서 시간도 아끼시고 좋은성적 얻으시길 바랍니다.

목차

1. ODE을 Simulink에 구현하여 시뮬레이션 환경을 구축
(1) Simulink 환경 구축
(2) 단위/블록의 의미 작성

2. 파라미터 Ch, Jh을 결정
(1) 기본 데이터에서 모터입력(T_m)을 이와 같이 입력한 이유를 작성
(2) 결정한 Ch, Jh은 얼마인지 명시하고, 이를 얻기위한 과정을 서술
(3) 결정한 Ch, Jh으로 시뮬레이션 하였을 때, 실제 계측값 대비 오차는 몇%인가?

3. 실제 계측값 대비 오차가 발생하는 이유는 무엇인가?

본문내용

Q1. ODE을 Simulink에 구현하여 시뮬레이션 환경을 구축
(1) Simulink 환경 구축
핸들의 전체 질량을 하나의 점으로 간주하고, 이 점 질량이 회전축에서 l만큼 떨어진 위치에서 운동한다고 가정한다. 핸들의 진자 운동 효과를 고려하면 핸들에 중력의 복원력에 의한 토크가 회전축 대해 작용한다.
진자 운동 효과를 고려하기 전의 핸들의 각변위에 대한 미분방정식은 다음과 같다.
θ ̈_( u)=-C_h/J_h θ ̇_u-K_s/J_h (θ_u-θ_l)+1/J_h τ_h-1/J_h τ_m
진자 운동 효과를 고려하여 핸들에 작용하는 중력에 의한 토크는 mglsin(θ_u)이므로 진자 운동 효과를 고려한 핸들의 각변위에 대한 미분방정식은 다음과 같다.
θ ̈_( u)=-C_h/J_h θ ̇_u-K_s/J_h (θ_u-θ_l)+1/J_h τ_h-1/J_h τ_m-mgl/J_h sin(θ_u)
위 미분방정식을 Simulink를 통해 블록선도로 구현하였다.

(2) 단위/블록의 의미 작성
-토크
그림 2의 각 블록이 의미하는 것은 시스템에 작용하는 토크들을 의미한다. 토크의 단위는 [N-m] 이다. 비틀림 강성 토크 T_s=K_s (θ_u-θ_l ) 이고 비틀림 스프링상수 K_s와 핸들의 각변위와 모터의 각변위의 차이의 곱으로 구해진다. 이번 실험에서 핸들에 작용하는 T_h = 0으로 간주한다.

<중 략>

Q2. 파라미터 Ch, Jh을 결정
Q2-1) 기본 데이터에서 모터입력(T_m)을 이와 같이 입력한 이유를 작성
- 추가데이터를 취득했을 경우, 추가데이터의 모터입력에 대한 이유도 작성

모터입력 토크를 Simulink의 Scope기능을 통해 확인하였다. 그림 9의 그래프를 보면 t=0부터 일정 시간까지는 토크가 입력되지 않다가, 일정시간 이후부터는 사인파 형태를 가지면서 진폭이 일정하고 진동수가 점점 증가하는 Sine sweep의 형상을 하고 있다.

참고자료

· 없음