Adaptive Suspension System of Stewart Platform using Impedance Control

Abstract

Currently, most automobile suspension systems are spring-type, and the stiffness damping value cannot be freely changed while driving. Therefore, the suspension suitable for the purpose of the car is attached. There is an air suspension function that is more advanced than this technology, but this technology is expensive and requires precise pneumatic control technology, so it has not been used much. In this paper, the disadvantages of the existing suspension system for automobiles with the Stewart platform of six degrees of freedom were analyzed. Through the kinematics and dynamics modeling of the Stewart platform, we analyzed the motion of the Stewart platform and created a control technique that freely changes the stiffness and damping values through variable impedance control that can compensate for the shortcomings of the existing suspension system. propose an impedance decision algorithm that determines stiffness and damping values suitable for various road surfaces. Depending on the size of the impact input to the wheel, it is divided into driving mode, comfort mode, and impact mode, and the stiffness and damping values are changed. To verify the variable impedance control and impedance decision algorithm, road surfaces and bumps were created in Simulink and tested by driving. Furthermore, we tested impedance control applied to the wheel through an actual Stewart car model. |현재 자동차의 서스펜션 시스템은 대부분 스프링 타입으로, stiffness damping 값을 주행중에 자유롭게 바꾸지 못한다. 따라서, 차의 용도에 맞는 서스펜션을 부착하게된다. 이 기술보다 발전된 에어 서스펜션 기능이 있지만, 이 기술은 가격이 비싸고 정밀한 공압 제어 기술이 필요하기떄문에, 많이 사용되지 못했다. 본 논문에서는 6자유도의 스튜어트 플랫폼으로 자동차의 기존 서스펜션 시스템의 단점을 분석하였다. 스튜어트 플랫폼의 기구학, 동역학 모델링을 통해 우리는 스튜어트 플랫폼의 동작을 분석하고, 기존 서스펜션 시스템의 단점을 보완할 수 있는 가변형 임피던스 제어를 통해 stffness, damping 값을 자유롭게 변화시키는 제어 기법을 만들었다. 다양한 노면에 맞는 stiffness, damping 값을 결정 하는 impedance decision Algorithm을 제안한다. wheel 에 입력되는 impact 의 크기에 따라 driving mode, comfort mode, impact mode 로 나누어 stiffness, damping 값을 변경한다. 가변형 impedance control과 impedance decision 알고리즘을 검증하기위해, Simulink 에서 노면 및 범프를 만들고, 주행시켜 테스트 하였다. 더 나아가, 우리는 실제 stewart 카 모델을 통해 휠에 적용되는 impedance control을 테스트 하였다.