1. 15.DOF 차량동역학 FMU 파일 준비
아래 그림과 같이 Amesim 에서 15DOF 차량동역학 모델을 준비합니다. 이 모델을 FMU export 기능을 이용하여 cosimulation 을 위한 FMU 파일을 생성합니다.
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| 15DOF 차량동역학 모델 |
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| Amesim FMU export 화면 |
2. Amesim FMU 파일과 cosimulation 을 위한 Prescan 셋팅
Prescan 에서 확장자가 pex 인 파일을 열고, 차량의 object 를 다음과 같이 설정합니다.
차량의 모델은 Amesim 에서 생성한 FMU 파일을 연동할 것이기 때문에, user specified 를 선택합니다. 그리고 모델 파일은 데모 파일 안에 포함되어 있는 Amesim_VehicleDynamics.slx 인 시뮬링크 파일을 선택합니다. 차량의 경로는 이미 지정되어 있으므로 Path Follower 를 선택하여 경로를 정의 합니다. 데모 파일을 실행하면, BMW_X5_SUV_1로 이름이 지정되어 있는 차량 모델과 매틀랩 시뮬링크가 연결되는 것을 확인 할 수 있습니다.
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| 미리 정의된 차량의 경로 |
3. 차량동역학 모델 생성
시뮬링크에서 regenerate 를 수행하면 다음과 같은 차량동역학 모델이 생성됩니다. 마이그레이션 하는 과정 중에 선이 꼬이는 경우가 발생하는데, 이 문제에 대해서 다음 달에 포스팅할 예정입니다. 선 연결까지 모두 확인이 끝나면, 경로를 추적하는 차량의 동역학적 거동을 평가하는 준비가 끝난 것입니다. FMU 파일 안을 자세히 들여다 보면, 타이어 접지면에서 올라오는 하중과 roll, pitch , yaw 에 의한 차량의 3차원적 거동을 표현할 수 있는 자유도가 라인으로 연결되어 있는 것을 확인할 수 있습니다. FMU 속성에 들어가면, 코시뮬레이션을 수행 시에 모니터링 할 수 있는 변수를 확인할 수 있습니다.
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| FMU 에서 모니터링을 할 수 있는 변수 |
4. 차량동역학 해석 수행 결과
경로를 추종하면서, 차량의 동적 거동을 모니터링 할 수 있습니다. 경로는 언덕, 코너 주행, 자갈밭과 같은 거친 노면을 주행하는 시나리오로 생성하였으며, 이때, 차체의 roll, pitch, yaw 거동을 그래프로 출력하였습니다. 차체의 6자유도 가속도를 데이터로 취득하여 승차감을 평가할 수 있는 지표로 삼을 수 있습니다.
5. 해석 결과 및 결론
Amesim FMU 파일을 Prescan 에서 임포트하여 사용하는 방법에 대해 알아보았습니다. Prescan은 기본적으로 2D 및 3D simple 차량동역학 모델을 제공합니다. 하지만, 이 모델은 자유도에 제약이 있기 때문에, 사용자가 차량의 동역학적 거동에 더 많은 자유도를 원할 경우 해당 모델을 불러와야 합니다. 이때, Amesim 에서 생성한 FMU 파일을 임포트 하였으며, 가장 많이 사용하는 예시 중에 하나인 15자유도 모델을 불러왔습니다. 이 모델의 경우 타이어의 횡방향과 toe 및 camber 에 의한 차량의 선회 특성까지 모두 고려하여 해석을 수행할 수 있습니다.
