한국생산기술연구원
모터 그레이더의 블레이드 제어를 위한 시뮬레이터, 및 그 제어 방법
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WIPO 기술분류
기구 > 기구제어
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표준산업분류
컴퓨터 프로그래밍, 정보서비스업
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국가과학기술표준분류
정보/통신 > 소프트웨어
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지식재산권 상태
등록
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출원일/등록일
2021-09-29 / 2022-09-13
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거래유형
실시권설정만 가능
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기술료 조건
협의 후 결정
- 요약
- 본 발명은 모터 그레이더와 같은 건설기계 등에 구비된 블레이드의 거동을 시뮬레이션할 수 있는 시뮬레이터에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 블레이드를 모터 그레이더에 장착하기 전에 각종 센서 및 제어기의 로직 수정 및 보완이 가능하도록 하는 시뮬레이터에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 시뮬레이터의 제어 방법에 대한 것이기도 하다.
- 대표청구항
- 모터 그레이더에 구비된 블레이드(100)의 작동을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이터이고, 블레이드(100); 블레이드(100)에 설치된 센서; 블레이드(100)를 수직축인 z3축을 중심으로 회전시키는 회전 모터(40); 블레이드(100)와 회전모터(40)를 수직 방향을 따라 위,아래로 이동시키는 유압 실린더; 회전 모터(40)에 대한 작동유 공급을 제어하는 제1 비례유량 제어밸브(1); 및, 유압 실린더에 대한 작동유 공급을 제어하는 제2 비례유량 제어밸브(2);를 포함하고, 센서에서 측정된 가속도를 이용하여 블레이드(100)의 요각(yaw angle)을 추정하고, x3축, y3축, 및 z3축은 서로에 대해 각각 직각을 이루고, 블레이드는 y3축을 따라 길게 연장되도록 형성되며, 블레이드의 측면은 x3축과 z3축이 이루는 평면과 평행하게 형성되며, x3축은 블레이드의 앞면을 향하고, 상기 센서는 IMU 센서(20)이고 블레이드(100)의 측면에 설치되고, 블레이드(100)의 요각 은 IMU 센서의 요각 과 동일하며, IMU 센서의 요각 은 아래 식으로 계산되고, 유압 실린더는 제1 유압 실린더(31)와 제2 유압 실린더(32)를 포함하고, 제1,2 유압 실린더(31)(32)의 높이 차이에 의해 블레이드(100)가 경사지도록 기울어지고, 블레이드(100)의 상기 경사진 각도 는 IMU 센서(20)의 롤각 과 동일하며, IMU 센서가 측정한 x4축, y4축, z4축 방향의 가속도 데이터는 고주파 영역에서 노이즈가 상당히 많이 혼입되므로 상보 필터(complementary filter)를 적용하여 안정된 값을 취하되, 목표하는 요각을 입력으로 받은 제어기는 제어 신호를 이용하여 제1 비례유량제어밸브(1)를 동작시켜 회전모터(40)를 구동함으로써 블레이드(100)를 회전시키고, 블레이드(100)의 회전으로 발생된 요각은 IMU 센서(20)를 통해 계측되며, IMU 센서 내부의 가속도센서(Accelerometer)의 신호는 low pass filter를 거쳐 제어기의 피드백 신호로 입력되고 IMU 센서 내부의 자이로센서(Gyro sensor)의 신호는 high pass filter를 거쳐 제어기의 피드백 신호로 입력되며, 상기 피드백 신호에 따라 제어기는 목표 회전각도에 수렴하기 위한 제어 신호를 제1 비례유량제어밸브(1)에 전달하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터. 위 식에서, z4축 : 수직축 y4축 : 블레이드의 측면과 수직을 이루는 축(블레이드의 좌우 길이방향의 축) x4축 : x3축과 동일한 방향의 축 x4축, y4축, 및 z4축은 서로에 대해 각각 직각을 이룸.