로터리 작업기 경심 제어 Co-Simulation 알고리즘 = Development of Co-Simulation Algorithm for Tractor Depth Control

국문 초록 (Abstract)

농업에서 많이 쓰이는 로터리 작업기는 트랙터의 기울기에 따라 동일 각도로 움직여 경운 작업한 농지의 평탄도가 고르지 않아 추가 작업을 수행하는 경우가 많다. 본 연구는 로터리 작업기가 트랙터에 따라 기울어짐을 방지하고 균평 작업을 동시에 진행하기 위해 Matlab Simulink를 활용하여 경심 제어 알고리즘을 개발하고 동적 거동 해석 S/W인 Recurdyn과 연동 시켜 Co-Simulation을 진행하였다. Recurdyn을 활용하여 로터리 작업기에 부착된 3점 히치의 동적 거동을 수행하는 시뮬레이션을 진행하였다. 그림 1과 같이 3점 히치 경심 제어를 수행하기 위해 Matlab Simulink를 이용하여 실린더 움직임 회로를 설계한 후, Add 기능을 사용하여 각속도 제어 회로를 병합한 알고리즘을 개발하였다. 경심 제어 알고리즘을 Subsystem으로 만든 후, 동적 거동 시뮬레이션과 연결 회로를 설계하여 Co-Simulation을 진행하였다. Co-Simulation 결과, 그림 2와 같이 그래프 ①은 실린더 움직임을 Input 값으로 지정한 그래프로 20초의 시뮬레이션 동안 제어가 되는 것을 확인하였다. 그래프 ②는 실린더의 움직임을 나타낸 것으로 로터리 작업기의 경심 조절 작업을 나타낸다. 실린더가 0~10초에서 25mm만큼 올라간 후, 10~20초에서 -25mm만큼 내려감을 도출하였다. 그래프 ③은 실린더의 작용 힘을 나타낸 그래프로 방향 전환되는 10초를 기점으로 가장 많은 힘(549N)이 소요되는 것을 확인하였다. 그래프 ④는 실린더 움직임의 가속도를 나타낸 것으로 10초에서 최소 가속도가 도출되었다. 10~20초까지 진행되는 동안 가속도가 점차 증가하는 것으로 나타났다. 향후, Co-Simulation 결과를 참고하여 실제 노면에서 경심 제어가 제대로 되는지 실증 테스트를 진행할 예정이다.