Study on the Appropriate DOF of Rigid Body Motion of Carbody Considering Capsule Vehicle Nolinear Characteristics

하이퍼루프용 캡슐 차량은 일반 고속철도차량과 마찬가지로 15 자유도의 동역학 모델로 표현될 수 있다. 그러나 캡슐 차량의 1차 현가장치에 해당하는 부상 및 안내 현가장치는 자기장에 의한 부상력 및 안내력의 특성이 반영되어 비선형 특성을 가지게 되기 때문에 동특성 파악을 위한 시뮬레이션에 있어서 일반 철도차량보다 복잡하고 많은 시간이 소요된다. 따라서 15 자유도의 동역학 모델도 중요하지만, 캡슐 차량의 동특성에 큰 영향을 미치지 않도록 자유도를 축소하여, 좀 더 간단한 수학식을 구현함과 동시에 시뮬레이션 시간을 단축하는 것이 필요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 11 자유도 및 9 자유도의 캡슐 차량 동역학 모델을 제안하였으며, 이들에 대한 시뮬레이션 결과들을 15 자유도의 시뮬레이션 결과와 비교하여 어느 정도 오차가 발생하는지 확인하였다. 한편, 1차 현가장치가 비선형으로 표현되는 캡슐 차량 동특성의 수학적 모델은 비선형 부분공간 식별(Nonlinear Subspace Identification) 방법의 원리를 사용하여 전개하였다. 시뮬레이션 결과로부터 캡슐 차량 차체의 수직 및 횡 방향 운동에 거의 영향을 미치지 않는 11 자유도의 캡슐 차량을 제안하였다.