본 과제는 EV, 전기추진선박, UAM 등 E-Mobility 수송효율 향상을 위해 글로벌 인력양성과 협력 네트워크를 구축하는 연구임. 연구목표는 국제 협력 기반으로 E-Mobility 전동기의 Multi-Physics 최적 설계와 최적 제어기 국제 공동 연구개발을 수행하는 데 있음. 핵심 연구내용은 FEA 특성 및 Perason 상관계수 기반 전동기 최적 설계, 자성 소재 코어 손실 공동 분석과 Neural Network·히스테리시스 이론 손실 최소화, 모델기반예측제어기 Multi-Objective 최적설계 및 HILS 성능 검증, MW급 PMSM 효율 향상과 IPMSM 형상·PM 배치 Multi-Physics 최적 설계, UAM용 RFPM·AFPM 설계 및 자성체 손실 저감 공동 연구임. 기대효과는 고효율 전동기·제어기법의 국제 공동 개발과 기술 인력 지속 양성으로 고부가 성능 확보 및 선진 기술 국산화·국가 기술 경쟁력 향상에 있음.

□ 최종목표 : Horizontal 결합형 스마트 공장의 초연결 환경 구축 및 자율주행 물류이송시스템의 지연제어기술 개발과 국제 협력 기반 구축 - CPS(Cyber Physical System)기반의 반도체 공정용 자율이송시스템의 시간 지연 모델 개발 및 시간지연시스템의 성능 분선 기술 공유 - 지능형 공장의 Horizontal 결합형 초연결성 통신 환경 및 ICT 기반 네트워크 환경 모사 기술 습득 초연결형 스마트 공장 환경 내 자율주행 물류이송시스템의 저지연 이송 제어 기술 통합 한‧독 기술 동향 분석 공유 및 연구 네트워크 구축(저지연 In-door 이송시스템, B5G, 6G 네트워크 환경, 최신 전력변환시스템 응용 분야 중심) □ 연구 개발 내용은 크게 ① 스마트공장 내 물류이송체 제어 기술 ② 초연결형 스마트공장 네트워크 기술 ③ Horizontal 통합 환경 내 저지연 제어기술 구축으로 구분하여 기술 공유 예정 1) 스마트공장 물류이송체 기술 공유 : HILS 기반 자율형 물류이송체 모사를 통한 CPS(HILS)기술 연계 ① 초전도체 응용Hybrid Type 자기부상 물류이송 시스템 제어 기술 ② 이송체 간 영상 ‧ 신호 처리 기술 분석 ③ 센서 네트워크 기술 통합 및 지능제어 2) 초연결형 스마트공장 네트워크 기술 공유 : B5G, 6G 기반의 V2X 네트워크 통신 기술 및 통신 지연 ① 이송체 간 V2X 통신의 CPS 모델 구축 ② 초연결형 네트워크 통신 기술의 연구 성과 공유 및 스마트공장 적용 성능 분석 ③ 모델 기반 네트워크 통합 성능 분석 3) Horizontal 통합 환경 내 저지연 제어기술 : 환경 구축 및 자율 물류이송체 간의 지연 제어기술 개발 ① 시간지연 기반의 다중 이송체 모델의 HILS Testbed 구축 ② 스마트 공장 내 Horizontal 통신 및 자율이송체 환경 통합 ③ 초연결형 환경 구축 및 지연제어 검증

1. 반도체, 디스플레이 증착공정용 자기부상이송시스템 핵심 기술 개발 ¬ ­ 기존 자기부상시스템의 성능향상을 위해 아래와 같은 핵심 기술에서 주관기관과 외부연구원의 공동 연구 진행 - Hybrid-EMS 설계기술은 자기등가회로기반 유한요소해석에 의해 특성을 분석하고 향상설계 수행을 의미. - 머신러닝 기반의 상태 추정으로 전력공급용 컨버터와 자기부상시스템의 HILS 테스트 및 기초, 상세 설계. - 부상력 제어기는 속응성, 강인-성능을 보장하는 머신러닝 기반 최적제어기 HILS용 DSP보드 개발을 포함. 2. 머신러닝 기반의 자기부상시스템 성능 최적화 제어 및 HILS 기반 제어시스템 테스트베드 구축 ­ 국내외 HILS 개발 장비를 이용해 실시간 응답 특성을 구현하고 하드웨어 구성 및 제어기 IO 인터페이스 구축 등 주요 기술 방식 이해 및 소프트웨어 프로그램의 사용법을 세미나를 통해 공동 연구 수행. - Hybrid-EMS, 전력변환장치, 제어시스템을 수학적 모델, 머신러닝 기반 상태 추정과 유한요소해석법 등을 통해 최적 설계하고, 새롭게 제안된 시스템의 기초설계, 성능 분석, 개선의 HILS 기반 통합 설계 절차 확립.

1. 반도체, 디스플레이 증착공정용 자기부상이송시스템 핵심 기술 개발 ¬ ­ 기존 자기부상시스템의 성능향상을 위해 아래와 같은 핵심 기술에서 주관기관과 외부연구원의 공동 연구 진행 - Hybrid-EMS 설계기술은 자기등가회로기반 유한요소해석에 의해 특성을 분석하고 향상설계 수행을 의미. - 머신러닝 기반의 상태 추정으로 전력공급용 컨버터와 자기부상시스템의 HILS 테스트 및 기초, 상세 설계. - 부상력 제어기는 속응성, 강인-성능을 보장하는 머신러닝 기반 최적제어기 HILS용 DSP보드 개발을 포함. 2. 머신러닝 기반의 자기부상시스템 성능 최적화 제어 및 HILS 기반 제어시스템 테스트베드 구축 ­ 국내외 HILS 개발 장비를 이용해 실시간 응답 특성을 구현하고 하드웨어 구성 및 제어기 IO 인터페이스 구축 등 주요 기술 방식 이해 및 소프트웨어 프로그램의 사용법을 세미나를 통해 공동 연구 수행. - Hybrid-EMS, 전력변환장치, 제어시스템을 수학적 모델, 머신러닝 기반 상태 추정과 유한요소해석법 등을 통해 최적 설계하고, 새롭게 제안된 시스템의 기초설계, 성능 분석, 개선의 HILS 기반 통합 설계 절차 확립.