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윤일중 연구실

경상국립대학교 기계공학부

윤일중 교수

윤일중 연구실

기계공학부 윤일중

윤일중 연구실은 기계항공우주공학부 소속으로, 주로 차량의 동적 특성 제어 및 주행 안전성 향상에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 연구실의 핵심 연구 분야는 능동 및 반능동 현가장치 제어, 차량 자세 및 주행 안전성 향상, 예측 기반 진동 저감 기술 등으로 구성되어 있습니다. 다양한 제어 이론과 최신 알고리즘을 실제 차량 시스템에 적용하여, 승차감, 조향 성능, 안전성 등 차량의 전반적인 성능을 극대화하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 예견 제어(Preview Control)와 모델 예측 제어(MPC) 등 첨단 제어 기법을 활용하여, 도로 상태나 외부 환경 변화에 선제적으로 대응할 수 있는 현가장치 및 진동 격리 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 통해 차량이 복잡한 노면이나 다양한 주행 환경에서도 안정적으로 주행할 수 있도록 하며, 승객의 안전과 편안함을 동시에 보장합니다. 또한, 능동 에어로다이내믹 서피스, 전자식 조향 시스템, 차동 조향 시스템 등 다양한 첨단 제어 기술을 융합하여 차량의 주행 안전성과 조향 성능을 크게 향상시키고 있습니다. 연구실은 시뮬레이션뿐만 아니라 실제 차량 실험을 통해 연구 결과의 실효성을 검증하고 있으며, 승용차, 전기차, 궤도차량, 특수 목적 차량 등 다양한 차량 모델에 적용 가능한 범용적인 제어 시스템 개발에 힘쓰고 있습니다. 또한, 산업체와의 협력 및 산학연계 프로젝트를 통해 연구 성과의 실용화와 산업 현장 적용을 적극적으로 추진하고 있습니다. 이러한 연구는 국내외 저명 학술지 및 학회에서 꾸준히 발표되고 있으며, 자동차 산업의 미래를 선도할 수 있는 핵심 기술로 인정받고 있습니다. 앞으로도 윤일중 연구실은 첨단 제어 이론과 실용적인 시스템 개발을 통해, 차량의 안전성, 승차감, 효율성 향상에 기여하는 연구를 지속적으로 이어갈 계획입니다. 연구실은 미래 자율주행차, 전기차, 스마트 모빌리티 등 차세대 교통수단의 핵심 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있으며, 학생들과 연구원들에게 실무 중심의 연구 경험과 첨단 기술 습득 기회를 제공하고 있습니다. 이를 통해 글로벌 자동차 산업의 발전과 안전한 교통 환경 조성에 기여하고자 합니다.

능동 및 반능동 현가장치 제어
윤일중 연구실은 능동 및 반능동 현가장치의 제어 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 현가장치는 차량의 승차감, 주행 안정성, 조향 성능 등 다양한 동적 특성에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이를 효과적으로 제어하는 기술은 자동차 공학에서 매우 중요합니다. 연구실에서는 다양한 제어 알고리즘, 예를 들어 최적 제어, 예견 제어, 모델 예측 제어(MPC), LQR, 퍼지 제어 등을 적용하여 현가장치의 성능을 극대화하고 있습니다. 특히, 예견 제어(Preview Control) 기법을 활용하여 도로의 상태를 미리 예측하고 이에 따라 현가장치의 동작을 최적화하는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이를 통해 차량이 복잡한 노면이나 다양한 주행 환경에서도 승차감과 안전성을 동시에 확보할 수 있도록 합니다. 또한, 능동 현가장치와 반능동 현가장치의 장점을 결합하여, 비용과 에너지 효율성을 고려한 실용적인 제어 시스템 개발에도 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 시뮬레이션뿐만 아니라 실제 차량 실험을 통해 그 효과를 검증하고 있으며, 다양한 차량 모델(승용차, 궤도차량 등)에 적용하여 범용성을 높이고 있습니다. 연구 결과는 국내외 저명 학술지와 학회에서 발표되고 있으며, 자동차 산업 현장에 직접적으로 적용될 수 있는 기술로 발전하고 있습니다.
차량 자세 및 주행 안전성 향상 제어
연구실은 차량의 자세 제어와 주행 안전성 향상을 위한 다양한 제어 시스템을 개발하고 있습니다. 차량이 코너링, 가속, 감속, 급제동 등 다양한 주행 상황에서 안정적으로 움직일 수 있도록, 자세 추종 제어(Attitude Tracking Control), 차체 롤 및 피치 제어, 전자식 안정성 제어(ESC), 능동 조향 제어(Active Steering Control) 등 복합적인 제어 기법을 연구합니다. 특히, 능동 에어로다이내믹 서피스와의 협조 제어, 전자식 차동 조향 시스템(DSCS), 전자식 전륜 및 후륜 조향 시스템 등 첨단 제어 기술을 적용하여, 차량의 횡방향 및 종방향 안정성을 극대화합니다. 이러한 제어 시스템은 차량의 주행 궤적을 정확히 추종하고, 노면 상태나 외란에 의한 불안정성을 최소화하여, 승객의 안전과 편안함을 동시에 보장합니다. 연구실의 자세 및 안전성 제어 연구는 실제 차량 실험과 고차원 시뮬레이션을 통해 검증되며, 다양한 환경(노면, 기후, 주행 조건)에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 이로써 미래 자율주행차, 전기차, 특수 목적 차량 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 핵심 기술을 확보하고 있습니다.
예측 기반 차량 진동 및 승차감 향상 기술
윤일중 연구실은 차량의 진동 저감과 승차감 향상을 위한 예측 기반 제어 기술 개발에 집중하고 있습니다. 도로의 상태나 외부 환경 변화에 신속하게 대응하기 위해, 도로 예견 정보(Preview Information)를 활용한 모델 예측 제어(MPC) 및 최적 제어 기법을 적용합니다. 이를 통해 차량에 실리는 화물이나 탑승자의 진동을 최소화하고, 민감한 장비의 보호 및 운송 품질을 향상시킬 수 있습니다. 특히, 반능동 현가장치와 연동된 진동 격리 플랫폼, 능동 승객 시트 시스템 등 다양한 하드웨어와 소프트웨어의 통합 제어를 연구하고 있습니다. 이러한 시스템은 차량의 수직 가속도를 줄이고, 외란에 의한 충격을 효과적으로 흡수하여 승차감을 크게 개선합니다. 또한, 예측 제어를 통해 미래 도로 상황에 선제적으로 대응함으로써, 기존의 피드백 제어 방식보다 더 우수한 성능을 보장합니다. 이러한 연구는 물류, 군수, 특수 목적 차량 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있으며, 실제 차량 실험과 시뮬레이션을 통해 그 효과가 입증되고 있습니다. 연구실은 앞으로도 예측 기반 제어 기술의 고도화와 실용화를 위해 지속적으로 연구를 이어갈 계획입니다.
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Nonlinear attitude tracking control for four-wheel-leg-vehicle with series active suspension
윤일중, Wu Liang, Zheng Boyuan, Zhang Weizhou, Jia Weiwei
JOURNAL OF THE FRANKLIN INSTITUTE-ENGINEERING AND APPLIED MATHEMATICS, 2024
2
Optimal Control of a Semi-Active Suspension System Collaborated by an Active Aerodynamic Surface Based on a Quarter-Car Model
윤일중, 사이드 바바 아바스
ELECTRONICS, 2024
3
Performance Improvement of Active Suspension System Collaborating with an Active Airfoil Based on a Quarter-Car Model
윤일중, 사이드 바바 아바스
Vehicles, 2024
1
(산업체)동남권 주력산업 연계 공학교육혁신사업
한국산업기술진흥원
2019년 03월 ~ 2020년 02월
2
[RCMS]-(국고)동남권 주력산업 연계 공학교육혁신사업
한국산업기술진흥원
2019년 03월 ~ 2020년 02월
3
반차 모델을 이용한 차량의 자세제어 및 차고제어에 대한 연구
한국과학재단
2009년 05월 ~ 2010년 04월