핵심 개념
이종 차량 군집 주행에서 구동 지연을 보상하는 예측 기반 협력 적응 순항 제어기를 제안하고, 이의 이산 시간 구현에 대한 안정성 분석을 수행하였다. 이를 통해 적절한 제어기 이득 선택이 가능하며, 실험을 통해 이론적 결과를 검증하였다.
초록
이 논문에서는 구동 지연이 있는 이종 차량 군집 주행을 위한 예측 기반 협력 적응 순항 제어기를 제안한다. 먼저 지연이 없는 경우의 제어기 설계를 바탕으로 예측 피드백 제어기를 설계하여 차량의 구동 지연 효과를 보상한다. 이에 대한 이산 시간 구현의 안정성 분석을 수행하여 샘플링 시간과 제어기 이득 선택의 영향을 분석하였다. 또한 실제 차량 실험을 통해 이론적 결과를 검증하였다.
주요 내용은 다음과 같다:
- 구동 지연이 있는 이종 차량 군집 주행을 위한 예측 기반 협력 적응 순항 제어기 설계
- 이산 시간 구현에 대한 안정성 분석을 통한 제어기 이득 선택 방법 제시
- 실제 차량 실험을 통한 이론적 결과 검증
제안된 제어기는 선행 차량의 구동 정보를 요구하지 않으며, 이종 차량 군집 주행에 적용 가능하다는 장점이 있다. 실험 결과는 이론적 분석과 잘 부합하여 제안된 접근법의 유효성을 확인하였다.
통계
차량의 종방향 동역학은 1차 시스템으로 모델링되며, 시정수 τi와 구동 지연 ϕi를 가진다.
차량 간 간격 오차 ei는 선행 차량과의 거리 차이와 속도 차이로 정의된다.
제안된 예측 기반 제어기는 차량의 구동 지연 ϕi를 완전히 보상할 수 있다.
인용구
"예측 피드백 설계는 (선형) 시스템의 입력 지연을 다루는 방법이다. 일반적인 아이디어는 지연이 없는 시스템에 대한 안정화 제어기를 사용하고, 이 제어기를 시스템의 미래 상태 예측에 작용시키는 것이다."
"제안된 예측 기반 제어기는 선행 차량의 구동 정보를 요구하지 않으며, 이종 차량 군집 주행에 적용 가능하다는 장점이 있다."