Development of Self-Balancing Control Technology for Motorcycles with Control Moment Gyroscope

이륜차용 셀프밸런싱 기술은 정지 및 저속 주행 중에도 이륜차가 옆으로 넘어지지 않도록 능동적으로 균형을 잡아주는 기술로서 이륜차의 운전 편의성과 사고 시 안전성을 높여주는 기술이다. 셀프밸런싱 기술은 최근 연구되고 있는 이륜차용 무인운전 및 자율주행 기술의 구현에 있어서도 기반이 되는 중요한 기술로서 본 논문은 제어모멘트자이로를 전동이륜차에 적용한 형태의 셀프밸런싱 기술 개발 결과를 소개한다. 우선, 제어모멘트자이로 및 전동이륜차의 동특성을 해석하여 roll 방향 균형을 유지하기 위한 상태 되먹임 제어기를 설계하였고 이로부터 제어모멘트자이로의 주요설계변수를 도출하였다. 또한 셀프밸런싱 성능 개발에 필요한 전동이륜차의 주요 파라메터를 추정하기 위한 알고리즘을 개발하여 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다. 해석 결과를 바탕으로 제어모멘트자이로를 제작하여 실제 소형 전동이륜차에 탑재하였고 실험을 통해 셀프밸런싱 제어성능을 검증함으로서 개발된 기술의 타당성을 확인하였다.