자기부상·전기자기 서스펜션의 구조-제어 동시 최적화 기반 제어기기 설계

Structure-and-Control Co-Optimization for Maglev and Electromagnetic Suspension

연구 내용

누설자속을 고려한 부상력 구조 개선과 에어갭 위치 제어를 위한 백스테핑 등 비선형 제어를 결합하여 안정도와 성능을 확보하는 연구

자기부상과 전기자기 서스펜션은 비선형 전자기 특성으로 인해 에어갭 제어와 부상력 확보가 핵심 과제입니다. 본 연구는 누설자속을 분석하고, 한정된 장치 크기 조건에서 최대로 부상력을 발생시키는 구조 변수와 고정자 치 형상 설계를 도출합니다. 동시에 에어갭 위치 제어를 위해 백스테핑 기반 비선형 제어를 적용하고, Lyapunov 안정성 논리로 가상 기준과 제어 입력을 설계하여 안정 운용을 보장합니다. 전자기 해석과 제어 설계를 연계하는 접근을 통해 제어기기 설계 신뢰도를 확보합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기 연구는 에어갭 제어에 필요한 비선형 모델 특성을 정리하고, 전통적 선형 제어 적용 시 안정성과 성능이 저하되는 구간을 확인하는 데 집중했습니다. 이어 누설자속을 포함한 전자기 해석을 기반으로 고정자 구조 변수를 설계에 반영하고, 부상력 향상 조건을 유한요소해석으로 비교 검증했습니다. 이후 백스테핑 비선형 제어를 도입하여 공정 운용 중 섭동과 추종 오차에 대한 안정성을 검증하는 방향으로 확장되었습니다. 최근에는 전자기 구조 설계와 제어기 설계를 같은 문제로 다루는 절차를 강화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

누설자속 저감 부상력 설계
전기자기 서스펜션 에어갭 제어
백스테핑 기반 위치제어 로직
Lyapunov 안정성 기반 설계 절차
유한요소해석 기반 구조 검증
자기부상 물류장치 기계부 설계
전자기 성능 모델링 프레임
전력변환 연동형 서스펜션 제어기
비선형 제어기 튜닝 가이드
제어기기 검증용 시뮬레이션 스크립트