Design and Performance Evaluation of Disturbance Predictive Actuator Controller for Reducing the Track Step Impact in Capsule Train

자기 부상한 상태로 낮은 기압의 튜브 안을 주행하는 캡슐트레인은 차량이 가볍고 초전도를 이용한 유도 반발식 부상으로 인해 차량의 주행 성능이 주행 환경 변화에 영향을 많이 받는 특징이 있다. 주행 환경 변화는 캡슐트레인 부상을 위한 전자 레일로 구성된 선로의 이상에 의해 주로 발생하는데, 선로 단차 및 교각에 의한 처짐 등이 선로 이상을 발생시키는 주된 원인이다. 특히, 선로 단차는 주행 중 대차에 큰 충격을 발생시켜 차량의 주행 안정성 및 승차감을 크게 악화시키므로 이에 대한 대책이 필요하다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 차체와 대차 사이에 설치되는 액추에이터를 동작시키는 제어기로서, 선로 단차에 의한 외란을 미리 예측하고 그 충격을 완화하는 외란 예측 제어기를 제안하였다. 먼저 제어기를 설계하고 시뮬레이션을 통해 주요 설계 인자에 대한 민감도 분석을 수행한 뒤, 실제 액추에이터가 포함된 HILS (Hardware In the Loop Simulation) 시험 장치를 이용한 실험을 통해 설계된 제어기의 성능 및 효용성을 검증하였다.