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KR101790733B1 - Step length control apparatus with multi-staged clutch damper model and the method thereof - Google Patents

Step length control apparatus with multi-staged clutch damper model and the method thereof

Info

Publication number
KR101790733B1
KR101790733B1 KR1020160052311A KR20160052311A KR101790733B1 KR 101790733 B1 KR101790733 B1 KR 101790733B1 KR 1020160052311 A KR1020160052311 A KR 1020160052311A KR 20160052311 A KR20160052311 A KR 20160052311A KR 101790733 B1 KR101790733 B1 KR 101790733B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
initial
step length
displacement angle
length control
error
Prior art date
Application number
KR1020160052311A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤종윤
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020160052311A priority Critical patent/KR101790733B1/en
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Publication of KR101790733B1 publication Critical patent/KR101790733B1/en

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Abstract

본 발명은 실제 시스템에 적용하는 다단계 클러치 댐퍼와 같은 변위구간성 비선형 거동특성을 해석하기 위한 스텝 길이 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로,
상기 스텝 길이 제어 장치는, 플라이휠과 다단계 클러치 댐퍼를 구비한 클러치 모델에 있어서, 다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 입력부; 상기 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 저장부; 및 상기 프로그램을 구동하여 상기 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.
The present invention relates to a step length control apparatus and method for analyzing displacement nonlinear behavior characteristics such as a multi-stage clutch damper applied to an actual system,
The step length control device includes a flywheel and a multi-stage clutch damper. The clutch model includes an initial condition and a restriction condition set for step length control including an analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of the multi-stage clutch damper An input unit; A storage unit for storing a program for the initial condition and the constraint condition or the step length control; And a controller for driving the program to generate an initial equation using the initial conditions and the restriction conditions, and to calculate an initial torque, and to calculate an output torque of the clutch using the step length control.

Description

다단계 클러치 댐퍼 모델을 가지는 스텝 길이 제어 장치 및 그 방법{STEP LENGTH CONTROL APPARATUS WITH MULTI-STAGED CLUTCH DAMPER MODEL AND THE METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a step length control device having a multi-stage clutch damper model,

본 발명은 실제 시스템에 적용하는 다단계 클러치 댐퍼와 같은 변위구간성 비선형 거동특성을 해석하기 위한 다단계 클러치 댐퍼 모델을 가지는 스텝 길이 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a step length control apparatus having a multi-stage clutch damper model for analyzing displacement nonlinear behavior characteristics such as a multi-stage clutch damper applied to an actual system, and a method thereof.

일반적으로, 실제 시스템의 비선형 거동특성 시스템 해석은 많은 어려움을 포함하는데, 이는 그 시스템 자체가 포함하는 강한 비선형성 때문이다. 이러한 시스템 자체의 강한 비선형성은 다수의 위치에서 비대칭히스테리시스(hysteresis) 레벨을 가지는 다단계 클러치 댐퍼 등과 같은 시스템에서 발생한다.In general, the analysis of nonlinear behavior characteristics of real systems involves many difficulties because of the strong nonlinearities that the system itself has. The strong nonlinearity of such a system itself occurs in systems such as multi-stage clutch dampers or the like having asymmetric hysteresis levels at multiple locations.

다단계 클러치 댐퍼의 종래기술의 예로는, 대한민국 공개특허 10-1999-0033397호의 '클러치 릴리스 시스템', 대한민국 공개특허 10-2013-0065175호의 '토크 컨버터의 댐퍼 클러치', 대한민국 공개특허 10-2016-0035297호에서 '자동 변속 장치 및 자동 변속장치의 댐퍼클러치 제어 방법' 및 대한민국 등록특허 10-1048135호의 '자동차 클러치의 토셔널 댐퍼' 등에서 메인스프링의 내부에 길이가 다른 자유단을 가지는 프리댐퍼 스프링을 개재하여 다단 댐핑을 수행하도록 구성된다.Conventional examples of the multi-stage clutch damper include a clutch release system of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1999-0033397, a damper clutch of a torque converter of Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2013-0065175, A damper spring having a free length different from that of the main spring in the 'automatic damper clutch control method of an automatic transmission and an automatic transmission' and the 'local dampers of an automotive clutch' of Korean Patent No. 10-1048135 To perform multi-step damping.

이러한 사인파 진동(excitation) 조건을 가지는 물리 시스템의 비선형 동역학적인 응답을 분석하기 위해서는, Galerkin 방법에 기초한 조화균형방법(HBM: harmonic balance method)을 적용할 수 있다. 본 발명에서 적용한 Galerkin 방법은 모든 응답특성들을 퓨리에 급수 상수로 구성한다는 것을 가정한다. 각 스텝단계에서의 정확한 해를 계산하기 위해서는, 예측자(predictor)와 보정자(corrector)를 적용한 호장연속법(arc length continuation method)을 반복적으로 사용한다. 그러나 스텝 길이 제어 방법을 적용하거나 또는 호장연속방법에서의 호 길이를 결정하는 것은 시뮬레이션의 계산상 시간의 효율성과 수렴성 문제와 관련하여 많은 어려움이 따른다. 특히, 이러한 이슈들이 다수의 위치에서 극심한 비선형 문제들을 포함하는 다중 자유도를 가지는 실제 시스템의 해석과 관련될 때, 최적의 스텝 길이는 모든 계산 단계에서 해의 상태에 대응하도록 제어되어야만 한다.In order to analyze the nonlinear dynamic response of a physical system having such a sinusoidal excitation condition, a harmonic balance method (HBM) based on the Galerkin method can be applied. The Galerkin method applied in the present invention assumes that all response characteristics are composed of Fourier series constants. To calculate the exact solution at each step, we use the arc length continuation method with a predictor and a corrector repeatedly. However, applying the step length control method or determining the arc length in the continuous arc method has many difficulties in terms of time efficiency and convergence problem in the calculation of the simulation. In particular, when these issues relate to the interpretation of an actual system with multiple degrees of freedom including extreme nonlinear problems at multiple locations, the optimum step length must be controlled to correspond to the state of the solution at all computational steps.

대한민국 공개특허 10-1999-0033397호Korean Patent Publication No. 10-1999-0033397 대한민국 공개특허 10-2013-0065175호Korean Patent Publication No. 10-2013-0065175 대한민국 공개특허 10-2016-0035297호Korean Patent Publication No. 10-2016-0035297 대한민국 등록특허 10-1048135호Korean Patent No. 10-1048135

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다단계 클러치 댐퍼 모델과 같은 비선형 시스템을 위한 호장연속법을 사용하는 조화균형 방법(HBM: harmonic balance method)에 기초한 비선형 시스템 해석을 위해, 호장연속법을 적용한 시뮬레이션 수행 시 현재 스텝과 다음 스텝 사이의 해를 계산할 때, 두 가지 방식의 제어 기법을 적용하는 것에 의해 스텝 길이를 최적화하여 시뮬레이션의 효율성을 개선하고 수렴문제를 극복할 수 있도록 하는 스텝 길이 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a nonlinear system based on a harmonic balance method (HBM) using a continuous arc method for a nonlinear system such as a multistage clutch damper model, In simulating a continuous method, it is possible to improve the efficiency of simulation and overcome the convergence problem by optimizing the step length by applying the two control methods to calculate the solution between the current step and the next step. An object of the present invention is to provide a step length control apparatus and a method thereof.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스텝 길이 제어 장치는,According to an aspect of the present invention,

플라이휠과 다단계 클러치 댐퍼를 구비한 클러치 댐퍼 모델에 있어서,A clutch damper model having a flywheel and a multi-stage clutch damper,

다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 입력부;An input unit for receiving an initial condition and a limiting condition set for a step length control including an analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of the multi-stage clutch damper;

상기 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 저장부; 및A storage unit for storing a program for the initial condition and the constraint condition or the step length control; And

상기 프로그램을 구동하여 상기 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a controller for driving the program to generate an initial equation using the initial condition and the restriction condition to obtain an initial solution and to calculate an output torque of the clutch using the step length control .

상기 제어부는,Wherein,

입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하는 기초공식생성부;A basic formula generating unit for generating a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using input initial conditions;

첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하도록 구성되는 초기해계산부(53); 및(1, c) and θc (1, c) from the predicted displacement angle θc (1, p) of the initial flywheel by applying the first iterative calculation An initial solution calculator 53 configured to perform the process; And

각 단계(k 단계)의

Figure 112016041099981-pat00001
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00002
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00003
에 도달할 때까지 수행되는 k+1 번째 해 계산부;를 포함하여 구성될 수 있다.Each step (k step)
Figure 112016041099981-pat00001
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112016041099981-pat00002
Established
Figure 112016041099981-pat00003
And a k + 1 < th >

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스텝 길이 제어 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a step length control method,

플라이휠과 다단계 클러치 댐퍼를 구비한 클러치 댐퍼 모델에 있어서, 다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 입력부; 상기 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 저장부; 및 상기 프로그램을 구동하여 상기 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어를 수행하도록 기초공식생성부와 초기해계산부와 k+1 번째 해 계산부를 구비한 제어부;를 포함하는 스텝 길이 제어 장치의 스텝 길이 제어 방법에 있어서,CLAIMS 1. A clutch damper model having a flywheel and a multi-stage clutch damper, comprising: an input unit for receiving initial conditions and limiting conditions set for step length control including analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of a multi-stage clutch damper; A storage unit for storing a program for the initial condition and the constraint condition or the step length control; And a controller for driving the program to generate an initial equation by using the initial condition and the restriction condition, to obtain an initial solution, and to calculate an output torque of the clutch using the step length control, And a k + 1 < th > first harmonic calculation unit, wherein the step length control method comprises:

기초공식생성부에 의해 입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하는 기초공식생성과정;A basic formula generating step of generating a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using initial conditions input by the basic formula generating unit;

초기해계산부가 첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하는 초기해계산과정; 및(1, c) and θc (1, c) from the predicted displacement angle θc (1, p) of the initial flywheel for the application of the continuous arc method by performing the first iteration calculation by the initial- an initial solution calculation process for performing a process of obtaining? And

각 단계의

Figure 112016041099981-pat00004
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00005
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00006
에 도달할 때까지 반복 수행하는 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정;을 포함하여 이루어진다.Each step
Figure 112016041099981-pat00004
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112016041099981-pat00005
Established
Figure 112016041099981-pat00006
And a k + 1-th solution calculation process in which the continuous process is repeated until the k + 1-th solution is reached.

상기 기초공식은,In the basic formula,

Figure 112016041099981-pat00007
Figure 112016041099981-pat00007

여기서,

Figure 112016041099981-pat00008
는 플라이휠의 관성모멘트,
Figure 112016041099981-pat00009
는 점성 댐핑(viscous damping), ω는 각속도, TEc는 입력토크 푸리에 상수 벡터, H는 이산푸리에변환 행렬, P는 이산푸리에변환 미분 행렬, fnc는 비선형함수 푸리에 상수 벡터를 나타낸다.here,
Figure 112016041099981-pat00008
The moment of inertia of the flywheel,
Figure 112016041099981-pat00009
Is the viscous damping, ω is the angular velocity, TEc is the input torque Fourier constant vector, H is the discrete Fourier transform matrix, P is the discrete Fourier transform differential matrix, and fnc is the nonlinear function Fourier constant vector.

상기 초기해계산과정은,The initial solution calculation process includes:

초기조건인 입력토크(TE(t))를 기반으로 임의의 호장 길이를 이용하여 초기플라이휠의 예측변위각 θc(1,p)를 계산하는 예측자계산과정;A predictor calculation process of calculating a predicted displacement angle? C (1, p) of the initial flywheel using an arbitrary arctic length based on an initial condition input torque TE (t);

Newton-Raphson을 적용하여 예측변위각 θc(1,p)을 보정하는 것에 의해 초기플라이휠의 보정변위각 θc(1,c)를 계산하는 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정;A Newton-Raphson applied compensator calculation process of calculating a corrected displacement angle? C (1, c) of the initial flywheel by correcting the predicted displacement angle? C (1, p) by applying Newton-Raphson;

Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하는 시간도메인미분과정;A Newton-Raphson time domain differentiation process for performing a derivative in the time domain during the calibrator calculation process and then returning the result;

처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단하는 제한반복횟수초과판단과정; Determining whether an iteration number ni of the process exceeds a limit number ne given as an initial value;

제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 초기조건을 재설정하도록 한 후 예측자계산과정으로 복귀하도록 하는 초기조건재설정과정;An initial condition resetting process for resetting the initial condition when ni exceeds ne, and returning to the predictor calculating process;

제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단하고, 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 큰 경우에는 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 하는 오차범위판단과정; 및If ni does not exceed ne, it is determined whether the error (?) Of the calculated correction displacement angle? C (1, c) is smaller than an error? Given as an initial condition, If the error (Ψ) of the corrected displacement angle θc (1, c) is larger than the error (ε) given as the initial condition, an error range determination process for returning to the Newton- ; And

오차범위판단과정의 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)를 보정자로 선정한 후 도 2의 처리과정으로 복귀하는 보정변위각선정과정;을 포함하여 이루어질 수 있다.If the error Ψ of the correction displacement angle θc (1, c) is smaller than the error ε given as the initial condition as a result of the determination of the error range determination process, the calculated correction displacement angle θc (1, c) And a correction displacement angle selection process for returning to the process of FIG.

상기 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)는The error (?) Of the corrected displacement angle? C (1, c)

Figure 112016041099981-pat00010
Figure 112016041099981-pat00010

여기서,

Figure 112016041099981-pat00011
는 플라이휠의 관성모멘트,
Figure 112016041099981-pat00012
는 점성 댐핑(viscous damping), ω는 각속도, TEc는 입력토크 푸리에 상수 벡터, H는 이산푸리에변환 행렬, P는 이산푸리에변환 미분 행렬, fnc는 비선형함수 푸리에 상수 벡터를 나타낸다.here,
Figure 112016041099981-pat00011
The moment of inertia of the flywheel,
Figure 112016041099981-pat00012
Is the viscous damping, ω is the angular velocity, TEc is the input torque Fourier constant vector, H is the discrete Fourier transform matrix, P is the discrete Fourier transform differential matrix, and fnc is the nonlinear function Fourier constant vector.

상기 k+1 번째 해 계산과정은,The k + 1 < th >

임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)를 이용하여 k+1 번째 예측자 θc(k+1,p)를 이미 계산된 θc(k,p)로부터 구하는 k+1번째 예측자 계산과정;(K + 1) -th predictor calculation process for obtaining a (k + 1) th predictor? C (k + 1, p) from the already calculated? C (k, p) using an arbitrary arc length?

Newton-Raphson을 적용하여 예측 변위각 θc(k+1,p)(예측자)을 보정하는 것에 의해 k+1 번째 플라이휠의 보정변위각 θc(k+1,c)를 계산하는 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정;Newton-Raphson is applied to calculate the corrected displacement angle θc (k + 1, c) of the (k + 1) th flywheel by applying the Newton-Raphson to correct the predicted displacement angle θc (k + 1, p) k + 1 < th >

Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하는 k+1 번째 시간도메인미분과정;K + 1 < th > time domain differentiation process for performing the derivative in the time domain during the k + 1 < th >

처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단하는 k+1 번째 시간도메인미분과정;K + 1 < th > time domain differentiation process for determining whether the number of iterations ni of the process exceeds a limit number ne given as an initial value;

k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)를 재설정한 후 k+1 번째 예측자계산과정으로 복귀하는 ΔSd 재설정과정;resetting the ΔSd to return to the (k + 1) -th predictor calculation process after resetting the arbitrary arctangent length ΔSd (ΔS1) when ni exceeds ne as a result of the determination of the step of determining the k + 1th limited repetition number;

k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단하는 k+1 번째 오차범위판단과정;If the determination result of the (k + 1) th iteration limit exceeding determination process is that ni does not exceed ne, the error (?) of the calculated k + 1th corrected displacement angle? c (k + 1, c) (k + 1) < th >

k+1 번째 오차범위판단과정의 판단 결과 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)를 보정자로 선정하는 k+1 번째 보정자선정과정;If the error (?) of the corrected displacement angle? c (k + 1, c) is smaller than the error? given as the initial condition as a result of the determination of the (k + 1) th error range determination process, k + 1 < th > corrector selection process for selecting (k + 1, c)

k+1 번째 보정자선정과정에서 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)이 선정된 후에는 스텝이 종료되었는지를 판단하는 스텝종료판단과정; 및(k + 1) -th correction compensator selection process, it is determined whether or not the step is completed after the (k + 1) -th correction displacement angle? c (k + 1, c) is selected; And

스텝종료판단과정의 판단 결과 스텝이 종료되지 않은 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS2)를 재설정한 후 k+2 번째 예측자를 계산하고 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 하는 다음예측자계산과정;을 포함하여 이루어진다.As a result of the determination of the step end determination process, if the step is not finished, the arbitrary arctangent length ΔSd (ΔS2) is reset, the k + 2th predictor is calculated, and the process returns to the (k + 1) th compensator calculation process using Newton- And a next predictor calculation process to repeat the predictor calculation process.

상기 ΔSd는 임의로 설정될 수 있다.The? Sd can be set arbitrarily.

상기 k+1번째 예측자 계산과정은,The k + 1 < th >

((θc(k+1,p) =(θc(k,p) + Δs1))(? c (k + 1, p) =? c (k, p) +? s1)

여기서, p는 예측자(predictor), c는 보정자(corrector)를 나타내는 첨자, Δs1 초기의 호장길이 ΔSd에 의해 예측자를 계산하는 과정일 수 있다.Here, p may be a predictor, c may be a subscript indicating a corrector, and a process of calculating a predictor by the initial arctangent length ΔSd of Δs1.

상술한 구성의 본 발명의 스텝 길이 제어 장치 및 방법은, 다단계 클러치 댐퍼 모델의 입출력토크의 분석을 위한 플라이휠의 각 변위에 따른 각속도의 해석을 정확하고, 신속하며 용이하게 해석할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The apparatus and method for controlling the step length of the present invention having the above-described structure can provide an effect of accurately, promptly, and easily analyzing the angular velocity according to the angular displacement of the flywheel for analyzing the input / output torque of the multi-stage clutch damper model to provide.

또한 본 발명은 다단계 클러치 댐퍼의 해석시간 및 해석 시 소요되는 스텝 숫자를 줄임으로써, 다단계 클러치 댐퍼의 시뮬레이션 시간을 감소시키고 수렴문제 극복을 통해 스텝 길이 제어의 효율을 향상시키는 효과를 제공한다.Further, the present invention provides an effect of reducing the simulation time of the multi-stage clutch damper and improving the efficiency of the step length control by overcoming the convergence problem by reducing the analysis time and the number of steps required in the analysis of the multi-stage clutch damper.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다단계 클러치 댐퍼 모델의 스텝 길이 제어 장치(1)의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다단계 클러치 댐퍼 모델의 스텝 길이 제어 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 3은 도 2의 처리과정 중 초기해 계산과정(S20)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도.
도 4는 도 2의 처리과정 중 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정(S30)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도.
도 5는 다단계 변위구간성 비대칭성을 가지는 비선형성 회전시스템 모델을 나타내는 도면이다((a)다단계 클러치 댐퍼를 가지는 단일 자유도 비선형성 회전(tortional) 시스템, (b)다간계 클러치 댐퍼를 위한 토크 Tc(Θf) 프로파일).
도 6은 형식(scheme) 번호 #1의 호장연속 개념을 가지는 예측자와 보정자 개념을 나타내는 도면이다.
도 7은 스텝 길이 제어의 기본 개념을 나타내는 도면((a)는 형식 번호 #1(scheme 1)에 의한 스텝 길이 제어, (b)는 형식 번호 #2(scheme)에 의한 스텝 길이 제어).
도 8은 스텝 길이 제어를 가지는 것과 가지지 않는 시뮬레이션의 비교를 나타내는 그래프((a) 스텝 길이 제어를 가지는 시뮬레이션, (b) 스텝 길이 제어를 가지지 않는 시뮬레이션).
도 9는 HBM 시뮬레이션으로부터의 주파수 도메인 내에서의 변위의 RMS(Root Mean Square) 값을 나타내는 그래프((a) 스텝 길이 제어를 가지는 HBM의 결과(케이스 I), (b) 스텝 길이 제어를 가지지 않는 HBM의 결과(케이스 IV).
도 10는 HBM 루틴이 시뮬레이션 되는 동안 적용된 실제 스텝 길이 값((a) 케이스 I, 형식 번호 #1과 #2 모두 적용, (b) 케이스 II, 형식 번호 #1 만 적용).
도 11은 HBM 루틴이 시뮬레이션 되는 동안 적용된 실제 스텝 길이 값((a) 케이스 III, 형식 번호 #2만 적용, (b) 케이스 IV, 스텝 길이 제어 미 적용).
도 12는 다수의 스텝 수에 따른 실제 스텝 길이 값((a) 케이스 I, 형식 번호 #1과 #2 모두 적용, (b) 케이스 II, 형식 번호 #1만 적용).
도 13은 다수의 스텝 수에 따른 실제 스텝 길이 값((a) 케이스 III, 형식 번호 #2만 적용, (b) 케이스 IV, 스텝 길이 제어 미 적용).
1 is a block diagram of a step length control apparatus 1 of a multi-stage clutch damper model according to an embodiment of the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-step clutch damper model,
3 is a flowchart showing a detailed processing procedure of an initialization calculation process (S20) in the process of FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a detailed processing procedure of a (k + 1) th solution calculation step (S30) using a continuous arc method in the processing of FIG.
Fig. 5 is a diagram showing a nonlinear rotating system model with multistage displacement sectional asymmetry (a) a single degree of freedom nonlinear tortional system with a multi-stage clutch damper, (b) a torque for a multi- Tc (? F) profile).
6 is a diagram showing a concept of a predictor and a corrector having a sequence continuation concept of scheme number # 1.
7 is a diagram showing the basic concept of the step length control. ((A) is a step length control by a format number # 1 (scheme 1), and (b) is a step length control by a format number # 2 (scheme)).
FIG. 8 is a graph showing a comparison between simulation with and without step length control ((a) simulation with step length control, and (b) simulation without step length control).
9 is a graph showing the RMS (Root Mean Square) values of the displacements in the frequency domain from the HBM simulation ((a) the result of HBM with step length control (case I), (b) Results from HBM (Case IV).
Figure 10 shows the actual step length values applied during the simulation of the HBM routine ((a) Case I, both Formats # 1 and # 2 applied, (b) Case II, type number # 1 only).
11 shows the actual step length values applied during the simulation of the HBM routine ((a) case III, type number # 2 only, (b) case IV, no step length control).
FIG. 12 shows an example of the actual step length value ((a) case I, both format numbers # 1 and # 2, and (b) case II, format number # 1)
13 shows an actual step length value according to a number of steps ((a) case III, type number # 2 only, (b) case IV, no step length control).

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or the application. It is to be understood, however, that the intention is not to limit the embodiments according to the concepts of the invention to the specific forms of disclosure, and that the invention includes all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Also, the word "exemplary" is used herein to mean "serving as an example, instance, or illustration." Any aspect described herein as "exemplary " is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

이하, 본원 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 다단계 클러치 댐퍼 모델의 스텝 길이 제어 장치(1)의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a step length control apparatus 1 of a multi-stage clutch damper model according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같이, 상기 스텝 길이 제어 장치(1)는 플라이휠(100)과 다단계 클러치 댐퍼(120)를 구비한 클러치 모델(도 5 참조) 에 대한 해석을 수행하기 위한 시뮬레이션 장치로서, 입력부(10), 저장부(20), 출력부(30), 표시부(40), 기초공식생성부(51)와 초기해계산부(53)와 k+1 번째 해 계산부(55)를 포함하는 제어부(50)를 포함하여 구성된다.1, the step length control device 1 is a simulation device for performing an analysis on a clutch model (see FIG. 5) having a flywheel 100 and a multi-stage clutch damper 120, A storage unit 20, an output unit 30, a display unit 40, a basic equation generating unit 51, an initial solution calculating unit 53, and a k + 1th solution calculating unit 55 ).

상기 입력부(10)는 다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 키보드가 접속되는 키보드입력포트, USB 입력장치, 마그네틱 저장장치 또는 광디스크 저장장치 등의 저장장치에 데이터를 기록하고 읽을 수 있는 디스크 드라이버 등의 리드라이트장치, 또는 파일 입력을 받을 수 있는 파일 입력 장치 등으로 구성된다. 구체적으로, 다단계 클러치 댐퍼의 해석을 위한 초기조건은 입력토크를 포함하고, 제한 조건은 계산 반복 제한 횟수(ne) 및 주어진 오차(ε)를 포함한다.The input unit 10 includes a keyboard input port to which a keyboard receiving an input of an initial condition and a restriction condition set for a step length control including analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of the multi-stage clutch damper, a USB input device, A read-write device such as a disk drive capable of recording and reading data to or from a storage device such as a device or an optical disk storage device, or a file input device capable of receiving a file input. Specifically, the initial condition for the analysis of the multi-stage clutch damper includes the input torque, and the restriction condition includes the calculation repetition limit number (ne) and the given error (epsilon).

상기 저장부(20)는 입력부(10)를 통해 입력된 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 하드디스크, 롬, EP롬 등의 저장장치로 구성될 수 있다.The storage unit 20 may comprise a storage device such as a hard disk, a ROM, and an EPROM for storing initial conditions and constraints input through the input unit 10 or a program for controlling the step length.

상기 출력부(30)는 시뮬레이션 수행 결과를 출력하도록 구성되는 것으로서, 프린터, 플로터 등을 포함하여 구성될 수 있다.The output unit 30 is configured to output a simulation result, and may include a printer, a plotter, and the like.

상기 표시부(40)는 스텝 길이 제어 장치(1)에서 실행되는 시뮬레이션 과정, 계산 결과 값 등의 스텝 길이 제어 장치(1)의 구동 상태를 확인할 수 있도록 하는 정보 표시 장치로서 디스플레이 장치 등으로 구성될 수 있다. The display unit 40 may be constituted by a display device or the like as an information display device for confirming the driving state of the step length control device 1 such as a simulation process and a calculation result value executed in the step length control device 1. [ have.

상기 제어부(50)는 스텝 길이 제어 장치(1)에 의해 다단계 클러치 댐퍼 모델을 포함하는 변위구간성 비선형성을 가지는 시스템에 대한 시뮬레이션 수행을 위한 프로그램을 구동하여 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어를 수행하도록 구성된다.The controller 50 controls the step length controller 1 to drive a program for performing a simulation on a system having a displacement section nonlinearity including a multi-stage clutch damper model, And to calculate an output torque of the clutch by using the step length control.

이를 위해 상기 제어부(50)의 기초공식생성부(51)는 입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하도록 구성된다.To this end, the basic formula generating unit 51 of the control unit 50 is configured to generate a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using input initial conditions.

상기 초기해계산부(53)는 첫 번째 반복 계산을 수행하는 처리를 수행하도록 구성되는 것으로,

Figure 112016041099981-pat00013
에서의 해를 얻기 위한 처리 절차를 수행하고, 도 2에서 S20으로 표시된 절차를 수행하도록 구성된다. 즉, 초기해계산부(53)는 첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하도록 구성된다(도 6 참조). 이때
Figure 112016041099981-pat00014
는 초기 조건에 매우 종속적이며,
Figure 112016041099981-pat00015
는 예측변위가 θc(1,p)와 보정변위각 θc(1,c)을 포함한다.The initial solution calculation unit 53 is configured to perform a process of performing a first iteration calculation,
Figure 112016041099981-pat00013
And to perform the procedure indicated by S20 in Fig. That is, the initial solution calculator 53 performs the first iterative calculation to calculate the corrected displacement angles? C (1, c) and? C (1, p) from the predicted displacement angles? , c) of the angular velocity? (see Fig. 6). At this time
Figure 112016041099981-pat00014
Is highly dependent on initial conditions,
Figure 112016041099981-pat00015
(1, p) and the corrected displacement angle? C (1, c).

상기 k+1 번째 해 계산부(55)는 각 단계의

Figure 112016041099981-pat00016
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00017
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00018
에 도달할 때까지 수행되도록 구성되고, 도 2에서 S30으로 표시된 절차를 수행하도록 구성된다.The (k + 1) th solution calculation unit 55 calculates
Figure 112016041099981-pat00016
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112016041099981-pat00017
Established
Figure 112016041099981-pat00018
, And is configured to perform the procedure indicated by S30 in Fig.

도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 다단계 클러치 댐퍼 모델의 스텝 길이 제어 방법의 처리과정을 나타내는 순서도, 도 3은 도 2의 처리과정 중 초기해 계산과정(S20)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도, 그리고 도 4는 도 2의 처리과정 중 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정(S30)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart showing a process procedure of a step length control method of a multi-stage clutch damper model according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing a detailed process of an initialization calculation process (S20) And FIG. 4 is a flowchart showing a detailed processing procedure of the (k + 1) th solution calculation step (S30) using the continuous arc method in the processing of FIG.

상술한 도 2 내지 도 4의 순서도의 처리과정 중 도 3의 순서도의 처리과정이 형식(scheme) 번호 #1의 방법이고, 도 4의 순서도의 처리과정이 형식(scheme) 번호 #2 방법으로 정의된다.2 through 4, the process of the flowchart of FIG. 3 is the scheme number # 1, and the process of the flowchart of FIG. 4 is defined by the scheme number # 2 method do.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스텝 길이 제어 방법은 기초공식생성과정(S10), 초기해계산과정(S20) 및 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정(S30)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the step length control method includes a basic formula generation step S10, an initial solution calculation step S20, and a k + 1th solution calculation step S30 using a continuous arc method.

상기 기초공식생성과정(S10)은 기초공식생성부(51)에 의한 입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하는 처리과정을 수행하도록 구성된다.The basic formula generating process S10 is a process of generating a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using initial conditions input by the basic formula generating unit 51 .

상기 초기해계산과정(S20)은 첫 번째 반복 계산을 수행하는 처리를 수행하도록 구성되는 것으로,

Figure 112016041099981-pat00019
에서의 해를 얻기 위한 처리 절차를 수행하도록 구성된다. 즉, 초기해계산과정(S20)은 초기해계산부(53)가 첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하도록 구성된다. 이때
Figure 112016041099981-pat00020
는 초기 조건에 매우 종속적임은 상술한 바와 같다. 여기서 p는 예측자(predictor)임을, c는 보정자(corrector)임을 나타낸다.The initial solution calculation step (S20) is configured to perform a process of performing a first iteration calculation,
Figure 112016041099981-pat00019
In order to obtain a solution at the point of time t. That is, in the initial solution calculation process S20, the initial solution calculation unit 53 performs the first iteration calculation to calculate the corrected displacement angle? C (1, p) from the predicted displacement angle? 1, c) and the angular velocity? In? C (1, c). At this time
Figure 112016041099981-pat00020
Is highly dependent on the initial conditions as described above. Where p is a predictor and c is a corrector.

도 3을 참조하여, 상기 초기해계산과정(S20)을 더욱 상세히 설명한다.Referring to FIG. 3, the initial solution calculation step S20 will be described in more detail.

도 3과 같이 상기 초기해계산과정(S20)은 예측자계산과정(S21), Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정(S22), 시간도메인미분과정(S23), 제한반복횟수초과판단과정(S24), 초기조건재설정과정(S25), 오차범위판단과정(S26), 보정변위각선정과정(S27)을 포함하여 구성된다.3, the initial solution calculation step S20 includes a predictor calculation step S21, a Newton-Raphson applied compensator calculation step S22, a time domain differentiation step S23, an over-limit repetition determination step S24, An initial condition resetting process S25, an error range determining process S26, and a correction displacement angle selecting process S27.

예측자계산과정(S21)은 초기조건인 입력토크(TE(t))를 기반으로 임의의 호장 길이를 이용하여 초기플라이휠의 예측변위각 θc(1,p)을 계산하도록 구성된다.The predictor calculation process S21 is configured to calculate the predicted displacement angle? C (1, p) of the initial flywheel using an arbitrary arctic length based on the initial condition of the input torque TE (t).

Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정(S22)은, Newton-Raphson을 적용하여 예측 변위각 θc(1,p)을 보정하는 것에 의해 초기플라이휠의 보정변위각 θc(1,c)를 계산하도록 구성된다.The Newton-Raphson applied compensator calculation process S22 is configured to calculate the corrected displacement angle? C (1, c) of the initial flywheel by correcting the predicted displacement angle? C (1, p) by applying Newton-Raphson .

시간도메인미분과정(S23)은 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정(S22) 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하도록 구성된다.The time domain differential process S23 is configured to perform a derivative in the time domain of the Newton-Raphson applied compensator calculation process S22, and then return a result value.

제한반복횟수초과판단과정(S24)은 상술한 처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단한다. The step S24 of judging whether or not the repetition number of times of repetition exceeds the number n2 of repetitions of the above-described processing exceeds the number of repetition ns given as the initial value.

초기조건재설정과정(S25)은 제한반복횟수초과판단과정(S24)의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 초기조건을 재설정하도록 하는 처리과정을 수행한 후 예측자계산과정(S21)으로 복귀하도록 구성되어 처리과정을 반복 수행하도록 한다.In the initial condition resetting process S25, if it is determined in step S24 that the ni exceeds ne, the initial condition resetting process is performed. Then, the process returns to the predictor calculating process S21 So that the process is repeated.

오차범위판단과정(S26)은 제한반복횟수초과판단과정(S24)의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단한다.In the error range determination step S26, if the error psi of the calculated corrected displacement angle? C (1, c) is given as an initial condition when ni does not exceed ne as a result of the determination in the step S24, Is smaller than the error?.

오차범위판단과정(S26)의 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 큰 경우에는 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정(S22)으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 한다.If the error? Of the corrected displacement angle? C (1, c) is greater than the error? Given as the initial condition as a result of the determination in the error range determination step S26, the process returns to the Newton- So that the process is repeated.

보정변위각선정과정(S27)은 오차범위판단과정(S26)의 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)를 보정자로 선정한 후 도 2의 처리과정으로 복귀한다. In the correction displacement angle selection process S27, if it is determined in the error range determination process S26 that the error Ψ of the corrected displacement angle θc (1, c) is smaller than the error ε given as the initial condition, After selecting the angle? C (1, c) as the corrector, the process returns to the process of FIG.

다시 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정(S30)은 각 단계의

Figure 112016041099981-pat00021
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00022
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00023
에 도달할 때까지 수행되도록 구성된다.Referring to FIG. 2 again, the (k + 1) -th calculation process S30 of applying the continuous-sequence method is performed in each step
Figure 112016041099981-pat00021
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112016041099981-pat00022
Established
Figure 112016041099981-pat00023
As shown in FIG.

도 4를 참조하면, 상기 k+1 번째 해 계산과정(S30)은, k+1번째 예측자 계산과정(S31), Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정(S32), k+1 번째 시간도메인미분과정(S33), k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정(S34), ΔSd 재설정과정(S35), k+1 번째 오차범위판단과정(S36), k+1 번째 보정자선정과정(S37), 스텝종료판단과정(S38) 및 다음예측자계산과정(S39)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 4, the k + 1 th calculation process S30 includes a k + 1 th predictor calculation process S31, a Newton-Raphson applied k + 1 th corrector calculation process S32, (K + 1) -th limit repetition number determining step S34, the? Sd resetting step S35, the k + 1th error range determining step S36, (S37), a step end determination process (S38), and a next predictor calculation process (S39).

k+1번째 예측자 계산과정(S31)은 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)을 이용하여 k+1 번째 예측자 θc(k+1,p)를 이미 계산된 θc(k,p)로부터 구하도록 구성된다. 이때 ΔSd는 임의로 설정되는 값이다.The k + 1th predictor calculation process S31 calculates the k + 1th predictor θc (k + 1, p) from the already calculated θc (k, p) using an arbitrary length ΔSd (ΔS1) . At this time,? Sd is a value arbitrarily set.

Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정(S32)은 Newton-Raphson을 적용하여 예측 변위각 θc(k+1,p)(예측자)을 보정하는 것에 의해 k+1 번째 플라이휠의 보정변위각 θc(k+1,c)를 계산하도록 구성된다.The Newton-Raphson applied k + 1th compensator calculation process (S32) corrects the predicted displacement angle θc (k + 1, p) (predictor) by applying Newton- (K + 1, c).

k+1 번째 시간도메인미분과정(S33)은 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정(S32) 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하도록 구성된다.The (k + 1) -th time domain differentiation process S33 is configured to perform the derivative in the time domain of the (k + 1) th calibrator calculation process S32 of the Newton-Raphson applied and then return the result value.

k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정(S34)은 상술한 처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단한다.The k + 1th exceeding limit number exceeding determination process S34 determines whether the number of iterations ni of the above process exceeds the limit number ne given as an initial value.

ΔSd 재설정과정(S35)은 k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정(S34)의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)를 재설정한 후 k+1 번째 예측자계산과정(S31)으로 복귀하도록 구성되어 처리과정을 반복 수행하도록 한다.The? Sd resetting process S35 is a process of resetting the arbitrary arctangent length? Sd (? S1) when ni exceeds ne as a result of the determination in the step S34 of judging the exceeding of the (k + (S31) so as to repeat the process.

k+1 번째 오차범위판단과정(S36)은 k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정(S34)의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단하도록 구성된다.The (k + 1) -th error range determining step S36 is a step of determining whether or not the calculated k + 1th corrected displacement angle is configured to determine if the error ([psi] ) of [theta] c (k + 1, c) is less than the given error [epsilon] as an initial condition.

k+1 번째 보정자선정과정(S37)은 k+1 번째 오차범위판단과정(S36)의 판단 결과 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)를 보정자로 선정하도록 구성된다.The (k + 1) -th corrector selection process S37 determines whether the error Ψ of the corrected displacement angle θc (k + 1, c) as a result of the k + 1th error range determination process (S36) 1) th correction displacement angle? C (k + 1, c) as the corrector.

스텝종료판단과정(S38)은 k+1 번째 보정자선정과정(S37)에서 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)이 선정된 후에는 스텝이 종료되었는지를 판단하여, 스텝이 종료한 경우 도 2의 처리과정으로 복귀하도록 구성된다.After the k + 1th corrected displacement angle? C (k + 1, c) is selected in the (k + 1) th corrector selection process S37, the step end determination process S38 determines whether or not the step is completed. The process returns to the process of FIG. 2.

다음예측자계산과정(S39)은 스텝종료판단과정(S38)의 판단 결과 스텝이 종료되지 않은 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS2)를 재설정한 후 k+2 번째 예측자를 계산하고 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 구성된다.The next predictor calculation process S39 resets the arbitrary arctangent length DELTA Sd (DELTA S2) when the step is not finished as a result of the determination in the step end determination process (S38), calculates a k + 2 & And then returns to the +1-th compensator calculation process to repeat the process.

<실시예><Examples>

본 발명의 실시예는 도 2 내지 도 4의 처리과정을 함께 참조하여 설명한다.The embodiment of the present invention will be described with reference to the processing steps of FIG. 2 to FIG.

도 5는 다단계 변위구간성 비대칭성을 가지는 비선형성 회전시스템 모델을 나타내는 도면이다((a)다단계 클러치 댐퍼를 가지는 단일 자유도 비선형성 회전(tortional) 시스템, (b)다간계 클러치 댐퍼를 위한 토크 Tc(Θf) 프로파일).Fig. 5 is a diagram showing a nonlinear rotating system model with multistage displacement sectional asymmetry (a) a single degree of freedom nonlinear tortional system with a multi-stage clutch damper, (b) a torque for a multi- Tc (? F) profile).

도 5는 다 단계 클러치 댐퍼를 가지는 단일 자유도 시스템과 비대칭 히스테리시스를 나타낸다. 본 발명에서는 입력토크(TE(t))가 플라이휠(100)에 인가되며, 클러치에는 변위 구간성 선형 스프링의 네 개의 단계들이 다단계 클러치 댐퍼(120)로 채용되었다. 그리고 저항토크(110)와 점성댐핑을 실제댐핑(130)으로 도시하였다. 히스테리시스는 비대칭적으로 구성된 선형 스프링들과 마찰플레이트 사이에 위치되는 마찰 부재에 의해 발생한다. 다단계 클러치 댐퍼의 가정된 동역학적 특징들은 통계적 측정에 기초하며, 그 확률은 테이블 1에 정리되어 있다.Figure 5 shows a single degree of freedom system with asymmetric hysteresis with a multi-step clutch damper. In the present invention, the input torque TE (t) is applied to the flywheel 100, and the clutch has four stages of displacement-variable linear springs employed as the multi-stage clutch damper 120. And resistive torque 110 and viscous damping are shown as actual damping 130. [ Hysteresis is caused by friction members located between the friction plates and linear springs configured asymmetrically. The hypothetical dynamic characteristics of the multi-stage clutch damper are based on statistical measurements, and their probabilities are summarized in Table 1.

[표 1] 실생활의(real-life) 다단계 클러치 댐퍼의 특성[Table 1] Characteristics of real-life multi-stage clutch damper

Figure 112016041099981-pat00024
Figure 112016041099981-pat00024

주파수 도메인과 시간도메인 내 모두에서 사인 진동 하에 시스템 응답을 시뮬레이션하기 위해서는, 다양한 기법을 응용한 조화균형 방법(HBM)이 적용될 수 있다. 상기 다양한 기술들은 나머지 공식(residual formulation) 및 Newton-Raphson 방법을 적용한 호장연속법 등이다.In order to simulate the system response under sinusoidal oscillation in both frequency domain and time domain, a harmonic balance method (HBM) using various techniques can be applied. The various techniques are residual formulations and a continuous method using the Newton-Raphson method.

도 5의 실제 시스템은 단일 자유도를 가지는 사인 진동 하의 정상상태(steady state) 조건으로 제한된다.The actual system of Figure 5 is limited to steady state conditions under sinusoidal oscillation with a single degree of freedom.

문제공식(Problem formulation)Problem formulation

도 5에서 주어진 시스템에 기초해서, 지배방정식과 비선형 함수들이 다음과 같이 유도된다.Based on the system given in FIG. 5, the governing equations and the non-linear functions are derived as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112016041099981-pat00025
Figure 112016041099981-pat00025

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Figure 112016041099981-pat00026
Figure 112016041099981-pat00026

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Figure 112016041099981-pat00027
,
Figure 112016041099981-pat00027
,

Figure 112016041099981-pat00028
Figure 112016041099981-pat00028

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure 112016041099981-pat00029
Figure 112016041099981-pat00029

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure 112016041099981-pat00030
Figure 112016041099981-pat00030

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Figure 112016041099981-pat00031
Figure 112016041099981-pat00031

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Figure 112016041099981-pat00032
Figure 112016041099981-pat00032

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Figure 112016041099981-pat00033
Figure 112016041099981-pat00033

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Figure 112016041099981-pat00034
Figure 112016041099981-pat00034

여기서,here,

Figure 112016041099981-pat00035
: 플라이휠의 관성모멘트
Figure 112016041099981-pat00035
: Moment of inertia of flywheel

Figure 112016041099981-pat00036
: 점성 댐핑(viscous damping)
Figure 112016041099981-pat00036
: Viscous damping

Figure 112016041099981-pat00037
: 프리로드(preload)에 의한 전체 토크(torque)
Figure 112016041099981-pat00037
: Total torque by preload

Figure 112016041099981-pat00038
Figure 112016041099981-pat00039
: 프리로드에 의해 인가되는 양의 토크와 음의 토크
Figure 112016041099981-pat00038
And
Figure 112016041099981-pat00039
: Positive torque and negative torque applied by the preload

(

Figure 112016041099981-pat00040
: 프리로드 토크는
Figure 112016041099981-pat00041
의 함수)(
Figure 112016041099981-pat00040
: The preload torque
Figure 112016041099981-pat00041
Function)

Figure 112016041099981-pat00042
: 프리로드 각도(angle located at the preload)
Figure 112016041099981-pat00042
: Angle located at the preload

Figure 112016041099981-pat00043
: 클러치 강성(stiffness)의 i번째 단계
Figure 112016041099981-pat00043
: I-th step of clutch stiffness

Figure 112016041099981-pat00044
Figure 112016041099981-pat00045
: i번 째 단계의 강성에 의해 인가된 양과 음의 클러치 토크
Figure 112016041099981-pat00044
And
Figure 112016041099981-pat00045
: positive and negative clutch torque applied by the stiffness of the i-th stage

Figure 112016041099981-pat00046
Figure 112016041099981-pat00047
: 양과 음의 i번 째 전이각(transition angle)
Figure 112016041099981-pat00046
And
Figure 112016041099981-pat00047
: I-th transition angle between positive and negative (transition angle)

Figure 112016041099981-pat00048
: 히스테리시스에 의해 인가된 토크
Figure 112016041099981-pat00048
: Torque applied by hysteresis

Figure 112016041099981-pat00049
: i 번째 단계의 히스테리시스
Figure 112016041099981-pat00049
: Hysteresis of the i-th stage

Figure 112016041099981-pat00050
Figure 112016041099981-pat00051
: i 번째 단계의 히스테리시스에 의해 인가되는 양과 음의 클러치 토크
Figure 112016041099981-pat00050
And
Figure 112016041099981-pat00051
: Positive and negative clutch torque applied by the hysteresis of the i &lt; th &gt;

Figure 112016041099981-pat00052
: 클러치 토크(테이블 1: 클러치 토크 리스트)
Figure 112016041099981-pat00052
: Clutch torque (Table 1: clutch torque list)

Figure 112016041099981-pat00053
: 플라이휠의 절대 변위(도 5 참조)
Figure 112016041099981-pat00053
: Absolute displacement of the flywheel (see FIG. 5)

이다.to be.

입력 토크(TE(t))는 다음의 [수학식 10]으로 주어진다.The input torque TE (t) is given by the following equation (10).

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Figure 112016041099981-pat00054
Figure 112016041099981-pat00054

여기서, Tm과 Tpi는 입력 토크의 평균(mean) 및 교류(alternating) 값, ωp와 φpi는 진동 주파수와 위상각, Nmax는 조화진동 수(numbers of harmonics)이다.Where Tm and Tpi are the mean and alternating values of the input torque, ωp and φpi are the vibration frequency and phase angle, and Nmax is the number of harmonics.

본 발명을 [수학식 11]과 같이, 입력 토크의 항 내에서 사인 진동수 조건으로 제한할 수 있다.The present invention can be limited to the sinusoidal frequency condition within the range of the input torque as shown in Equation (11).

[수학식 11]&Quot; (11) &quot;

Figure 112016041099981-pat00055
Figure 112016041099981-pat00055

(참조 1: Yoon JY and Yoon HS. Nonlinear frequency response analysis of a multi-stage clutch damper with multiple nonlinearities. ASME J Computat Nonlinear Dynam 2014; 9: 031007.(Reference 1: Yoon JY and Yoon HS. Nonlinear frequency response analysis of a multi-stage clutch damper with multiple nonlinearities. ASME J Computat Nonlinear Dynam 2014; 9: 031007.

참조 2: Kim TC, Rook TE and Singh R. Super and sub harmonic response calculation for a torsional system with clearance nonlinearity using the harmonic balanced method. J Sound Vibrat 2005; 281:965-993.)Reference 2: Kim, TC, Rook, and Singh, R. Super and sub harmonic response calculations for a torsional system with clearance nonlinearity using the harmonic balanced method. J Sound Vibrat 2005; 281: 965-993.)

도 2와 도 3은 HBM을 이용한 시뮬레이션의 처리과정을 나타내는 순서도이다.FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the process of simulation using the HBM.

일반적으로, 시뮬레이션에 사용되는 HBM은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 세부분으로 구성된다.Generally, the HBM used in the simulation consists of three parts as shown in Figs. 2 and 3.

첫 번째는, [수학식 11]로 기술되는 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초 공식이다.The first is a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme described by [Equation 11].

두 번째는, 첫 번째 반복 계산이 처음 단계의

Figure 112016041099981-pat00056
에서의 해를 얻기 위하여 수행된다. 이때
Figure 112016041099981-pat00057
는 초기 조건에 매우 종속적이며, 도 2에서 S20로 표시된 절차이다.The second is that the first iteration of the first step
Figure 112016041099981-pat00056
In order to obtain the solution at. At this time
Figure 112016041099981-pat00057
Lt; / RTI &gt; is highly dependent on the initial conditions and is the procedure labeled S20 in Figure 2.

세 번째는, 각 단계의

Figure 112016041099981-pat00058
를 위한 해가 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산되며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00059
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00060
에 도달할 때까지 수행되고, 도 2에서 S30으로 표시된 절차이다.Third, each step
Figure 112016041099981-pat00058
Is calculated using a parameterized continuous oscillation method, and the solution for the normalized frequency &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112016041099981-pat00059
Established
Figure 112016041099981-pat00060
, And is the procedure indicated by S30 in Fig.

도 4는 도 2의 S20과 S30로서 한정된, 두개의 스텝 길이 제어가 적용된 형식(scheme)에서 각 단계를 위한 시뮬레이션 순서를 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart showing a simulation procedure for each step in a scheme to which two step length control is applied, which is defined as S20 and S30 in Fig.

도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 단계에서의 각각의 Newton-Raphson 반복과

Figure 112016041099981-pat00061
의 계산은 유효한 시뮬레이션의 달성을 위해 적합한 스텝 길이를 가지도록 동기화된다.As shown in FIGS. 2, 3 and 4, each Newton-Raphson repeat in each step and
Figure 112016041099981-pat00061
Is synchronized to have an appropriate step length for achieving a valid simulation.

변위구간성 비선형성(piecewise type nonlinearity)을 가지는 스텝 길이 제어 방법의 개발Development of Step Length Control Method with Piecewise Type Nonlinearity

도 2, 도 3 및 도 4는 도 5의 시스템의 비선형 동역학 응답특성을 시뮬레이션하기 위한 HBM의 전체 처리과정을 나타내는 순서도이다. 도 3 및 도 4는 도 2의 S20과 S30의 전체 처리과정을 나타낸다.FIGS. 2, 3 and 4 are flow charts showing the overall processing of the HBM for simulating the nonlinear dynamic response characteristics of the system of FIG. FIGS. 3 and 4 show the entire process of steps S20 and S30 of FIG.

도 3은 첫 번째 단계에서 해

Figure 112016041099981-pat00062
을 얻기 위한 절차를 나타낸다. 도 3에서 ni는 실행되는 계산의 반복 차수를 나타내며, ne는 초기조건으로 주어진 제한된 반복차수이다. ε은 [수학식 12]의 나머지 공식(residual formulation)에 대한 주어진 오차(error)이다.Figure 3 shows the
Figure 112016041099981-pat00062
. Fig. In Fig. 3, ni denotes the repetition degree of the calculation being performed, and ne is the limited repetition degree given as the initial condition. epsilon is a given error for the residual formulation of equation (12).

[수학식 12]&Quot; (12) &quot;

Figure 112016041099981-pat00063
Figure 112016041099981-pat00063

P는 이산푸리에변환 미분 행렬, fnc는 비선형함수 푸리에 상수 벡터를 나타낸다.P denotes a discrete Fourier transform differential matrix, and fnc denotes a nonlinear function Fourier constant vector.

계산이 수행되는 동안 각 스텝의 정확한 해는 주파수 도메인과 시간 도메인 모두의 예측자(predictor)와 보정자(corrector) 개념에 기초해서 얻어지며, 비선형 함수의 미분은 시간 도메인 내에서 수행된다. 여기서,

Figure 112016041099981-pat00064
은 정확한
Figure 112016041099981-pat00065
이 발견될 때까지의 다수의 초기 조건을 적용하여 얻어진다. 이 후 k 스텝에서의
Figure 112016041099981-pat00066
항의 해는 도 4와 같이 계산된다.
Figure 112016041099981-pat00067
Figure 112016041099981-pat00068
는 예측자와 보정자를 나타낸다.The exact solution of each step during the calculation is obtained based on the concept of a predictor and a corrector in both the frequency domain and the time domain, and the derivative of the nonlinear function is performed in the time domain. here,
Figure 112016041099981-pat00064
Is accurate
Figure 112016041099981-pat00065
Is obtained by applying a number of initial conditions up to the discovery. Then,
Figure 112016041099981-pat00066
The protest solution is calculated as shown in FIG.
Figure 112016041099981-pat00067
Wow
Figure 112016041099981-pat00068
Represents the predictor and the corrector.

k번째 시뮬레이션이 수행되는 동안, 도 4와 같이 S20과 S30로 표시되는 스텝 길이 제어 형식(scheme)의 두 개념이 채용된다. 일반 적으로, 스텝 길이 제어 기술은 다양한 이유들을 위해 적용되어져야만 한다. 예를 들어, 스텝 길이 제어 기술은 연산 시간과 시뮬레이션 비용을 줄일 수 있다. 따라서 스텝 길이는 해의 작은 변화를 가지고 증가된다. 다른 한편, 스텝 길이 제어 기술은 해석상의 급격한 수치변화(stiff variation)로부터 기인하는 불안정한 요소를 감소시켜야만 한다. 특히, 수치해석상 매개변수의 급격한 변화로부터 야기되는 문제(stiff problem)는 해석결과가 한 점에서 지속적으로 머물러 있거나, 다음 단계의 계산결과로 이어지지 못하고 이전 단계의 해석방향으로 역행하는 결과가 발생할 수 있다. 따라서 단순히 호장법만을 이용하여 전체 주파수 영역에서의 해를 계산하는 것은 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 스텝 길이 제어 기술의 두 개의 형식(scheme)이 도 4와 같이 고려되었다.While the k-th simulation is being performed, two concepts of a step length control scheme represented by S20 and S30 are employed as shown in Fig. In general, the step length control technique must be applied for a variety of reasons. For example, the step length control technique can reduce computation time and simulation cost. Thus, the step length is increased with small changes in the solution. On the other hand, the step length control technique must reduce the unstable elements resulting from the stiff variation in the interpretation. In particular, the stiff problem arising from a sudden change in parameters due to numerical analysis can result in the analysis result staying at one point, or not leading to the calculation result of the next step, . Therefore, it may not be possible to calculate the solution in the entire frequency domain using only the call method. In order to solve such a problem, in the present invention, two schemes of the step length control technique are considered as shown in FIG.

도 6은 형식(scheme) 번호 #1의 호장연속 개념을 가지는 예측자와 보정자 개념을 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing a concept of a predictor and a corrector having a sequence continuation concept of scheme number # 1.

첫 번째, 초기적으로 주어진 스텝 길이 값은 도 6에 도시된 바와 같이, 반복 횟수에 대응하여 제어될 수 있으며, 형식(scheme) #1로 정의된다. 여기서, k 번째 스텝에서 초기적으로 주어지는 스텝 길이

Figure 112016041099981-pat00069
는 도 6과 같이 제어 인자 α를 곱해서 수정된다. First, the initially given step length value can be controlled corresponding to the number of iterations, as shown in Figure 6, and is defined as scheme # 1. Here, the step length initially given in the k-th step
Figure 112016041099981-pat00069
Is corrected by multiplying the control factor? As shown in FIG.

[수학식 13]&Quot; (13) &quot;

Figure 112016041099981-pat00070
Figure 112016041099981-pat00070

Figure 112016041099981-pat00071
Figure 112016041099981-pat00071

Figure 112016041099981-pat00072
는 초기적으로 주어지는 스텝 길이 크기를 가지는 호 길이
Figure 112016041099981-pat00072
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; length &lt; / RTI &gt;

Figure 112016041099981-pat00073
는 α를 곱해서 수정된 스텝 길이,
Figure 112016041099981-pat00073
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt;

ni 또는 ne는 시뮬레이션이 수행되는 동안의 반복 횟수(또는 초기에 주어진 반복횟수의 정해진 값)ni or ne is the number of iterations during which the simulation is performed (or a given value of the number of iterations initially given)

따라서 호 길이가 보정 해에 도달할 때까지,

Figure 112016041099981-pat00074
는 반복적으로 α가 곱해진다. 본 발명을 위하여 적용된 특성들이 테이블 2에 기재되어 있다.Thus, until the arc length reaches the corrected solution,
Figure 112016041099981-pat00074
Is repeatedly multiplied by a. The characteristics applied for the present invention are described in Table 2.

도 7은 스텝 길이 제어의 기본 개념을 나타내는 도면이다((a)는 형식 번호 #1(scheme 1)에 의한 스텝 길이 제어, (b)는 형식 번호 #2(scheme)에 의한 스텝 길이 제어).7 is a diagram showing the basic concept of the step length control. ((A) is a step length control according to a format number # 1 (scheme 1), and (b) is a step length control with a format number # 2 (scheme)).

두 번째, 스텝 길이는 도 7과 같이, 호 길이와 각도 사이의 관계에 의해 조정될 수 있으며, 형식 번호 #2(scheme #2)로 정의된다.Second, the step length can be adjusted by the relationship between the arc length and angle, as shown in FIG. 7, and is defined as format number # 2 (scheme # 2).

여기서, 각도

Figure 112016041099981-pat00075
(또는
Figure 112016041099981-pat00076
)는 도 4와 같이 접선 벡터들
Figure 112016041099981-pat00077
,
Figure 112016041099981-pat00078
(또는
Figure 112016041099981-pat00079
Figure 112016041099981-pat00080
)로 구성된다. 따라서 초기에 주어진 호의 길이가 해로 적합하다고 가정되는 한, 다음 단계의 호 길이가
Figure 112016041099981-pat00081
관계식에 의해 자동적으로 적용되어 질 수 있다. 각도
Figure 112016041099981-pat00082
Figure 112016041099981-pat00083
의 크기는 반복 횟수 ni에 비례하는 것으로 가정될 수 있다. 그러나 이러한 계산은 (k+1) 번째 스텝의 해가 극단적으로 변하는 때에 불안정하다. 예를 들어, 만일
Figure 112016041099981-pat00084
이고
Figure 112016041099981-pat00085
이면,
Figure 112016041099981-pat00086
는 무한대이다. 또한, 만일
Figure 112016041099981-pat00087
이고,
Figure 112016041099981-pat00088
이면, 스텝 길이는 해로부터 발산되는 반복 횟수를 가지는 매우 높은 레벨에 도달할 수도 있다.Here,
Figure 112016041099981-pat00075
(or
Figure 112016041099981-pat00076
As shown in FIG. 4,
Figure 112016041099981-pat00077
,
Figure 112016041099981-pat00078
(or
Figure 112016041099981-pat00079
Wow
Figure 112016041099981-pat00080
). So, as long as the initial length of the given arc is assumed to be the solution, the arc length of the next step is
Figure 112016041099981-pat00081
Can be automatically applied by a relational expression. Angle
Figure 112016041099981-pat00082
Wow
Figure 112016041099981-pat00083
Can be assumed to be proportional to the number of repetitions ni. However, such a calculation is unstable when the solution of the (k + 1) th step changes extreme. For example,
Figure 112016041099981-pat00084
ego
Figure 112016041099981-pat00085
If so,
Figure 112016041099981-pat00086
Is infinite. Also,
Figure 112016041099981-pat00087
ego,
Figure 112016041099981-pat00088
, The step length may reach a very high level with a repetition frequency that is diverged from the solution.

제약조건들이 이러한 문제들을 해결할 수 있다.Constraints can solve these problems.

첫 번째,

Figure 112016041099981-pat00089
에는
Figure 112016041099981-pat00090
가 할당된다.
Figure 112016041099981-pat00091
는 첫 번째 스텝에서 정확한 해로 수렴되기에 충분하게 정의된다. 둘 째, 다른 스텝 길이 제어 인자
Figure 112016041099981-pat00092
Figure 112016041099981-pat00093
로 정의된다. 여기서
Figure 112016041099981-pat00094
Figure 112016041099981-pat00095
는 도 7b에 나타난 바와 같이,
Figure 112016041099981-pat00096
의 하부와 상부 레벨이다. 따라서 각 스텝의 스텝 길이는
Figure 112016041099981-pat00097
에 의해 계산된다.
Figure 112016041099981-pat00098
를 구하기 위해서는, [수학식 14]와 같은 분수함수가 고려될 수 있다. first,
Figure 112016041099981-pat00089
There
Figure 112016041099981-pat00090
.
Figure 112016041099981-pat00091
Is sufficiently defined to converge to the correct solution in the first step. Second, other step length control factors
Figure 112016041099981-pat00092
end
Figure 112016041099981-pat00093
. here
Figure 112016041099981-pat00094
And
Figure 112016041099981-pat00095
As shown in Fig. 7B,
Figure 112016041099981-pat00096
And the upper level. Therefore, the step length of each step is
Figure 112016041099981-pat00097
Lt; / RTI &gt;
Figure 112016041099981-pat00098
, A fractional function such as Equation (14) can be considered.

[수학식 14]&Quot; (14) &quot;

Figure 112016041099981-pat00099
Figure 112016041099981-pat00099

Figure 112016041099981-pat00100
=1 x 1010
Figure 112016041099981-pat00101
= 1.1 이 본 발명의 실시예에 적용되었다. 따라서
Figure 112016041099981-pat00102
=
Figure 112016041099981-pat00103
의 조건이 만족된다면,
Figure 112016041099981-pat00104
= 1 이고, 이는 이전 단계의 스텝 길이를 현재 단계의 스텝 길이와 동일한 값으로 만든다. 그렇지 않으면, 스텝 길이는 [수학식 14]에 의해 항상 적응적으로 변환된다. 따라서 형식 번호 #1과 #2는 각각
Figure 112016041099981-pat00105
Figure 112016041099981-pat00106
적응적 크기(adaptive sizes)를 가지는 스텝 길이 제어 방법이다.
Figure 112016041099981-pat00100
= 1 x 10 &lt; 10 &gt;
Figure 112016041099981-pat00101
= 1.1 was applied to the embodiment of the present invention. therefore
Figure 112016041099981-pat00102
=
Figure 112016041099981-pat00103
Is satisfied,
Figure 112016041099981-pat00104
= 1, which makes the step length of the previous step equal to the step length of the current step. Otherwise, the step length is always adaptively transformed by (14). Therefore, the format numbers # 1 and # 2 are
Figure 112016041099981-pat00105
Wow
Figure 112016041099981-pat00106
This is a step length control method with adaptive sizes.

결과(result)Result

[표 2][Table 2]

Figure 112016041099981-pat00107
Figure 112016041099981-pat00107

표 2는 케이스 I, II, III 및 IV로 표시된 네 개의 스텝 길이 제어의 예를 나타낸다. 케이스 I은 문제공식(problem formulation)과 변위구간성 비선형성 부분을 가지는 스텝 길이 제어 방법의 개발을 자세히 설명하기 위해 형식 번호 #1과 형식 번호 #2를 채용한다. 적응적인 호 길이

Figure 112016041099981-pat00108
Figure 112016041099981-pat00109
는 도 4 내지 도 7에 도시되고 [수학식 13] 및 [수학식 14]의 방정식 내에서 기술된 바와 같이 사용된다. 오직
Figure 112016041099981-pat00110
을 적용한 형식 번호 #1은 케이스 II를 위해 사용되고, 오직
Figure 112016041099981-pat00111
를 적용한 형식 번호 #2는 케이스 III을 위해 사용되며, 케이스 IV에서는 스텝 길이 제어 방법이 사용되지 않는다. 또한, 케이스 III과 IV는
Figure 112016041099981-pat00112
의 초기값으로 0.001을 사용하였는데, 이것은 케이스 III과 IV의 경우에는 케이스 I 및 케이스 II 에 적용한 동일한 값들을 가지고서는 수렴 문제를 극복하지 못하기 때문이다.Table 2 shows an example of four step length controls indicated by cases I, II, III and IV. Case I employs format number # 1 and format number # 2 to elaborate the development of a step length control method with a problem formulation and a displacement section nonlinearity part. Adaptive arc length
Figure 112016041099981-pat00108
Wow
Figure 112016041099981-pat00109
Is used as described in Figs. 4 to 7 and described in the equations of [Equation 13] and [Equation 14]. Only
Figure 112016041099981-pat00110
Is used for case II, and only &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112016041099981-pat00111
Is used for case III, and in case IV, the step length control method is not used. In addition, cases III and IV
Figure 112016041099981-pat00112
In the case of cases III and IV, the same values applied in case I and case II can not overcome the convergence problem.

도 8은 스텝 길이 제어를 가지는 것과 가지지 않는 시뮬레이션의 비교를 나타내는 그래프이다((a) 스텝 길이 제어를 가지는 시뮬레이션, (b) 스텝 길이 제어를 가지는 않는 시뮬레이션).8 is a graph showing a comparison between simulations with and without step length control ((a) simulation with step length control, (b) simulation without step length control).

도 8에서 수렴 문제를 가지는 것과 가지지 않는 두 개의 시뮬레이션 절차가 비교된다. 예를 들어, 도 8의 (a)는 3차 반복(third iteration)에서 얻어진 보정자를 나타낸다. 그러나 도 8의 (b)는 어떤 스텝에서도 시뮬레이션이 다수의 반복 후에 결코 정확한 해에 도달하지 못하는 것을 나타낸다, 비록 반복의 횟수가 20 이상일지라도 마찬가지이다. 또한, 이러한 현상은

Figure 112016041099981-pat00113
=0.01인 케이스 III 및 케이스 IV에서도 발생한다. 따라서 케이스 III 및 IV를 위한 표 2에 묘사된 바와 같이,
Figure 112016041099981-pat00114
=0.001가 이후의 설명에서 사용된다.In Figure 8, two simulation procedures with and without convergence problems are compared. For example, Figure 8 (a) shows the corrector obtained in the third iteration. However, FIG. 8 (b) shows that at any step the simulation never reaches the correct solution after multiple iterations, even if the number of iterations is 20 or more. In addition,
Figure 112016041099981-pat00113
= 0.01 in Case III and Case IV. Thus, as depicted in Table 2 for cases III and IV,
Figure 112016041099981-pat00114
= 0.001 is used in the following description.

도 9는 HBM 시뮬레이션으로부터의 주파수 도메인 내에서의 변위의 RMS(Root Mean Square) 값을 나타내는 그래프이다((a) 스텝 길이 제어를 가지는 HBM의 결과(케이스 I), (b) 스텝 길이 제어를 가지지 않는 HBM의 결과(케이스 IV).9 is a graph showing RMS (root mean square) values of displacement in the frequency domain from the HBM simulation ((a) the result of HBM with step length control (case I), Results of HBM (Case IV).

도 9에 나타난 바와 같이, 스텝 길이 제어를 가지는 케이스 I의 RMS 값

Figure 112016041099981-pat00115
는 스텝 길이 제어를 가지지 않는 케이스 IV의 값과 비교했을 때, 전체 시스템 응답특성의 분석을 위해 계산하는데 필요한 스텝수가 매우 적게 소요됨을 알 수 있다. 또한, 도 9과 표 3에 비교한 바와 같이, 케이스 1의 결과로부터 비록 분석에 필요한 스텝 수가 줄어들었지만, 계산 시간은 감소되면서도 비선형 동역학 특성을 분석하기 위한 충분한 정보를 포함하고 있는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 9, the RMS value of case I with step length control
Figure 112016041099981-pat00115
Can be seen to require very few steps to compute for the analysis of the overall system response characteristics, as compared to the value of case IV having no step length control. 9 and Table 3, it can be seen from the result of Case 1 that although the number of steps required for the analysis is reduced, the calculation time is reduced and sufficient information for analyzing the nonlinear dynamics characteristic is included.

[표 3] 스텝 길이 제어 케이스별 계산 시간의 비교 [Table 3] Comparison of computation time per step length control case

Figure 112016041099981-pat00116
Figure 112016041099981-pat00116

[표 3]은 각 케이스별 계산 시간을 비교한다. 여기서, 계산 시간들은 평균값을 결정하기 위해 각각의 케이스별 10번의 시뮬레이션을 진행 및 측정하였으며, 때문에 시뮬레이션 장치 스스로의 백그라운드 웍(background work)과 같은 다중 컴퓨팅 조건들이 각 시도에 대한 계산 시간의 차이를 발생시킬 수 있다. 케이스 I 내에서 사용된 접근은 다른 경우들과 비교하여 계산 시간을 감소시키는데 가장 효과적이다. 성능의 평가를 위해 계산 시간의 비(ratios of calculation times)가 스텝 길이 제어가 사용되지 않은 케이스 IV의 계산 시간을 기준으로 정규화된 값으로 비교되어 졌다. 예를 들어, 케이스 1의 계산 시간의 비는 1 이하로 매우 작은 반면, 케이스 III은 1 이상의 값을 가진다.Table 3 compares the calculation time for each case. Here, the calculation times are processed and measured for each case in order to determine the average value, so that the multiple computing conditions such as the background work of the simulation device itself cause a difference in calculation time for each trial . The approach used in Case I is most effective in reducing computation time compared to other cases. For the evaluation of the performance, the ratios of the calculation times were compared to the normalized values based on the calculation time of the case IV in which the step length control was not used. For example, the ratio of the calculation time of case 1 is very small, less than 1, while case III has a value of 1 or more.

흥미로운 결과들이 케이스 III 및 IV의 계산 시간들에서 관찰되었다. 도 4에 도시된 바와 같이, 비록 형식 번호 #2가 호 길이의 크기의 조정을 위해 케이스 III에 적용되었을 지라도, 케이스 IV와 비교할 때 계산 시간을 감소시키는데 기여하지 못하였다. 이는, 수렴 문제를 극복하기에 충분한 스텝 길이로 설정된 시뮬레이션의 경우 적응적 스텝 길이 제어 기술의 관여는 계산 시간을 증가시킬 수 있음을 나타내고 있으며, 이러한 결과는 이후의 시뮬레이션 결과에 의해 비교되어 질 수 있다.Interesting results were observed in the calculation times of cases III and IV. As shown in FIG. 4, even though format number # 2 was applied to case III for adjustment of the size of the arc length, it did not contribute to reducing the calculation time compared to case IV. This indicates that the involvement of the adaptive step length control technique in a simulation set to a step length sufficient to overcome the convergence problem can increase the computation time and these results can be compared by subsequent simulation results .

도 10는 HBM 루틴이 시뮬레이션 되는 동안의 적용된 실제 스텝 길이 값을 나타내는 그래프이다((a) 케이스 I, 형식 번호 #1과 #2 모두 적용, (b) 케이스 II, 형식 번호 #1 만 적용). 그리고 도 11은 HBM 루틴이 시뮬레이션 되는 동안의 적용된 실제 스텝 길이 값을 나타나내는 그래프이다((a) 케이스 III, 형식 번호 #2만 적용, (b) 케이스 IV, 스텝 길이 제어 미 적용).Figure 10 is a graph showing the actual step length values applied during the simulation of the HBM routine ((a) Case I, both form numbers # 1 and # 2, (b) Case II, type number # 1 only). And Fig. 11 is a graph showing the actual step length value applied during the simulation of the HBM routine ((a) case III, type number # 2 only, (b) case IV, no step length control).

도 10 및 도 11은 채용된 스텝 길이와 일정 구간의

Figure 112016041099981-pat00117
영역에서의 각 케이스별 실제 적용된 스텝 길이를 비교한다. 케이스 I의 경우, 결과가 검토될 때,
Figure 112016041099981-pat00118
Figure 112016041099981-pat00119
급격한 변화는 각각 0.2 이하 및 1로 발생하였다. 특히
Figure 112016041099981-pat00120
는 수렴 및 각 단계의 강성 조건(stiffness condition)에 따라 넓은 범위의 값을 가진다. 그러나 도 10(b)에 보여지는 바와 같이, 케이스 II는 오직
Figure 112016041099981-pat00121
값의 변화만 관측할 수 있고, 이는 [표 2]와 같이 오직
Figure 112016041099981-pat00122
적응적 조건만이 적용되었기 때문이다.Figs. 10 and 11 show the relationship between the adopted step length and the
Figure 112016041099981-pat00117
Compare the actual applied step length for each case in the area. In Case I, when the results are reviewed,
Figure 112016041099981-pat00118
And
Figure 112016041099981-pat00119
Sudden changes occurred less than 0.2 and 1 respectively. Especially
Figure 112016041099981-pat00120
Has a wide range of values depending on the convergence and the stiffness condition of each step. However, as shown in Fig. 10 (b)
Figure 112016041099981-pat00121
Only the change of the value can be observed,
Figure 112016041099981-pat00122
Only adaptive conditions are applied.

도 11은 세밀한 스텝 길이

Figure 112016041099981-pat00123
=0.001을 가지는
Figure 112016041099981-pat00124
Figure 112016041099981-pat00125
의 실제 값들을 비교한다. 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 케이스 III에서는 오직
Figure 112016041099981-pat00126
Figure 112016041099981-pat00127
=1 이하의 적응적 값만을 나타낸다. 그러나 케이스 III의
Figure 112016041099981-pat00128
의 변화 범위는, 도 10(b)와 같이, 케이스 I에 비해 매우 작으며, 케이스 IV의 경우에는 도 11(b)와 같이,
Figure 112016041099981-pat00129
Figure 112016041099981-pat00130
에는 변화가 없었다. 특히, 케이스 III의
Figure 112016041099981-pat00131
는 케이스 I의
Figure 112016041099981-pat00132
보다 한 차수 작으며, 이것이
Figure 112016041099981-pat00133
Figure 112016041099981-pat00134
의 변화에 영향을 미쳤다. 따라서
Figure 112016041099981-pat00135
의 작은 값이 적응적(adaptive) 값과
Figure 112016041099981-pat00136
Figure 112016041099981-pat00137
의 범위를 감소시키는 것을 알 수 있다. 스텝 길이 값들의 적용은 실제로 적용된 스텝 길이 대 스텝 k의 수의 관계에 기초하여 조사될 수 있다.FIG. 11 is a cross-
Figure 112016041099981-pat00123
= 0.001
Figure 112016041099981-pat00124
And
Figure 112016041099981-pat00125
&Lt; / RTI &gt; As shown in Fig. 13 (a), in case III, only
Figure 112016041099981-pat00126
end
Figure 112016041099981-pat00127
= 1 or less. However, Case III
Figure 112016041099981-pat00128
As shown in Fig. 10 (b), the change range of the case IV is very small as compared with the case I, and as shown in Fig. 11 (b)
Figure 112016041099981-pat00129
Wow
Figure 112016041099981-pat00130
There was no change. In particular, Case III
Figure 112016041099981-pat00131
Case I
Figure 112016041099981-pat00132
Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112016041099981-pat00133
And
Figure 112016041099981-pat00134
Of the respondents. therefore
Figure 112016041099981-pat00135
The smaller value of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112016041099981-pat00136
And
Figure 112016041099981-pat00137
Is reduced. The application of the step length values can be examined based on the relationship of the actually applied step length to the number of step k.

도 12는 다수의 스텝 수에 따른 실제 스텝 길이 값이다((a) 케이스 I, 형식 번호 #1과 #2 모두 적용, (b) 케이스 II, 형식 번호 #1만 적용). 그리고 도 13은 다수의 스텝 수에 따른 실제 스텝 길이 값이다((a) 케이스 III, 형식 번호 #2만 적용, (b) 케이스 IV, 스텝 길이 제어 미 적용).12 is an actual step length value according to a number of steps ((a) Case I, both of format numbers # 1 and # 2, and (b) case II, format number # 1). 13 is an actual step length value according to a number of steps ((a) case III, type number # 2 only, (b) case IV, no step length control).

도 12와 도 13은 도 10 및 도 11과 비교하여 다른 정보를 보여준다. 예를 들어, 케이스 I은 해석시 각각의 스텝에서 발생하는

Figure 112016041099981-pat00138
Figure 112016041099981-pat00139
의 변화를 나타낸다. 즉,
Figure 112016041099981-pat00140
(또는
Figure 112016041099981-pat00141
)는 k=1385 이하(또는 이상)에서 큰 변화를 나타냈다. 케이스 II는
Figure 112016041099981-pat00142
가 k=2653 까지 케이스 I보다 극심한 변화의 넓은 범위를 나타냈다. 도 13(a)에 보여지는 바와 같이, 케이스 III의 경우,
Figure 112016041099981-pat00143
만이 k=6912까지의 조정적인(adaptive)인 변화 값을 보이고 있고, 이는 케이스 IV와 비교해서 계산시간의 지연(lag)을 발생시킨다. 결국, 도 12 내지 도 13의 결과로부터,
Figure 112016041099981-pat00144
Figure 112016041099981-pat00145
의 조정적인 값들(adaptive values)과 범위들은 초기에 주어지는
Figure 112016041099981-pat00146
과 매우 관련된다. 예를 들어,
Figure 112016041099981-pat00147
가 미세하면, 스텝 길이 제어 방법들은 형식 #3 및 #4에서 묘사된 바와 같이 간단(또는 불필요)해 지나, 시뮬레이션 시간은 증가된다. 반면, 스텝 길이 제어의 적용은 계산 시간을 감소시키는 효율성을 높일 수 있으며, 이는 표 3과 도 12 및 도 13에서 명확히 관찰되었다. 특히, 시뮬레이션이 다양한 매개 변수를 필요로 하는 경우, 형식 #1 및 #2와 같은 스텝 길이 제어 방법은 형식 #3과 #4와 비교하여 효율성을 증가시킬 수 있다. 또한, 형식 #1 및 #2는 해가 강성 영역(stiff range) 내에 존재하는 경우 수렴 문제를 극복한다. 따라서 스텝 길이 제어 방법은 적합한 해의 효율적인 계산을 위하여 조정적으로(adaptive) 정확한 스텝 사이즈를 평가할 수 있도록 한다.FIGS. 12 and 13 show different information in comparison with FIG. 10 and FIG. For example, Case I occurs at each step in the interpretation
Figure 112016041099981-pat00138
Wow
Figure 112016041099981-pat00139
. In other words,
Figure 112016041099981-pat00140
(or
Figure 112016041099981-pat00141
) Showed a large change at k = 1385 or less (or more). Case II
Figure 112016041099981-pat00142
Showed a wider range of extreme changes than case I up to k = 2653. As shown in Fig. 13 (a), in case III,
Figure 112016041099981-pat00143
Only shows an adaptive change value up to k = 6912, which causes a lag of computation time compared to case IV. As a result, from the results shown in Figs. 12 to 13,
Figure 112016041099981-pat00144
Wow
Figure 112016041099981-pat00145
The adaptive values and ranges of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure 112016041099981-pat00146
. E.g,
Figure 112016041099981-pat00147
The step length control methods are simple (or unnecessary) as described in Format # 3 and # 4, but the simulation time is increased. On the other hand, the application of the step length control can increase the efficiency of reducing the calculation time, which is clearly observed in Table 3, Figs. 12 and 13. Particularly, if the simulation requires various parameters, the step length control methods such as formats # 1 and # 2 can increase the efficiency compared to formats # 3 and # 4. Formats # 1 and # 2 also overcome the convergence problem when the solution is within a stiff range. Thus, the step length control method allows for an adaptive and accurate evaluation of the step size for efficient calculation of the solution.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 플라이휠 110: 저항토크
120: 다단계 클러치 댐퍼
130: 실제댐핑(플라이휠과 마찰클러치사이 존재하는 점성력에 의한 댐핑값)
100: flywheel 110: resistance torque
120: multi-stage clutch damper
130: Actual damping (damping value due to the viscous force present between the flywheel and the friction clutch)

Claims (9)

플라이휠과 다단계 클러치 댐퍼를 구비한 클러치 모델에 있어서,
다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 입력부;
상기 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 저장부; 및
상기 프로그램을 구동하여 상기 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하는 기초공식생성부;
첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하도록 구성되는 초기해계산부(53); 및
각 단계(k 단계)의
Figure 112017096194348-pat00173
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112017096194348-pat00174
가 정해진
Figure 112017096194348-pat00175
에 도달할 때까지 수행되는 k+1 번째 해 계산부;를 포함하여 구성되는 스텝 길이 제어 장치.
In a clutch model having a flywheel and a multi-stage clutch damper,
An input unit for receiving an initial condition and a limiting condition set for a step length control including an analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of the multi-stage clutch damper;
A storage unit for storing a program for the initial condition and the constraint condition or the step length control; And
And a controller for calculating the output torque of the clutch using the step length control by driving the program to generate an initial equation using the initial condition and the restriction condition,
Wherein,
A basic formula generating unit for generating a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using input initial conditions;
(1, c) and θc (1, c) from the predicted displacement angle θc (1, p) of the initial flywheel by applying the first iterative calculation An initial solution calculator 53 configured to perform the process; And
Each step (k step)
Figure 112017096194348-pat00173
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112017096194348-pat00174
Established
Figure 112017096194348-pat00175
And a (k + 1) &lt; th &gt;
삭제delete 플라이휠과 다단계 클러치 댐퍼를 구비한 클러치 모델에 있어서, 다단계 클러치 댐퍼의 입력토크에 대한 출력토크 특성 분석을 포함하는 스텝 길이 제어를 위해 설정되는 초기조건과 제한조건을 입력 받는 입력부; 상기 초기조건과 제한조건 또는 상기 스텝 길이 제어를 위한 프로그램을 저장하는 저장부; 및 상기 프로그램을 구동하여 상기 초기조건과 제한조건을 이용하여 기초공식을 생성한 후 초기해를 구하고, 스텝길이 제어를 이용하여 상기 클러치의 출력 토크를 산출하는 제어를 수행하도록 기초공식생성부와 초기해계산부와 k+1 번째 해 계산부를 구비한 제어부;를 포함하는 스텝 길이 제어 장치의 스텝 길이 제어 방법에 있어서,
기초공식생성부에 의해 입력된 초기조건들을 이용하여 Galerkin 형식(Galerkin scheme)에 기초한 행렬들과 벡터들로 구성되는 기초공식을 생성하는 기초공식생성과정;
초기해계산부가 첫 번째 반복 계산을 수행하여 호장연속법의 적용을 위해 초기플라이휠의 예측 변위각 θc(1,p)로부터 보정 변위각 θc(1,c)와 θc(1,c)에서의 각속도 ω를 구하는 처리과정을 수행하는 초기해계산과정; 및
각 단계의
Figure 112016041099981-pat00151
를 위한 해를 매개변수화된(parameterized) 호장연속법을 사용하여 계산하며, 정규화된(normalized) 주파수
Figure 112016041099981-pat00152
가 정해진
Figure 112016041099981-pat00153
에 도달할 때까지 반복 수행하는 호장연속법 적용 k+1 번째 해 계산과정;을 포함하여 이루어지는 스텝 길이 제어 방법.
A clutch model having a flywheel and a multi-stage clutch damper, comprising: an input part for receiving initial conditions and constraints set for step length control including analysis of an output torque characteristic with respect to an input torque of the multi-stage clutch damper; A storage unit for storing a program for the initial condition and the constraint condition or the step length control; And a controller for driving the program to generate an initial equation by using the initial condition and the restriction condition, to obtain an initial solution, and to calculate an output torque of the clutch using the step length control, And a k + 1 &lt; th &gt; first harmonic calculation unit, wherein the step length control method comprises:
A basic formula generating step of generating a basic formula consisting of matrices and vectors based on a Galerkin scheme using initial conditions input by the basic formula generating unit;
(1, c) and θc (1, c) from the predicted displacement angle θc (1, p) of the initial flywheel for the application of the continuous arc method by performing the first iteration calculation by the initial- an initial solution calculation process for performing a process of obtaining? And
Each step
Figure 112016041099981-pat00151
The solution for the normalized frequency is calculated using a parameterized continuous oscillation method,
Figure 112016041099981-pat00152
Established
Figure 112016041099981-pat00153
And a k + 1th-order calculation process of repeating the process until the time k + 1 is reached.
청구항 3에 있어서, 상기 기초공식은,
Figure 112016041099981-pat00154

여기서,
Figure 112016041099981-pat00155
는 플라이휠의 관성모멘트,
Figure 112016041099981-pat00156
는 점성 댐핑(viscous damping), ω는 각속도,TEc는 입력토크 푸리에 상수 벡터, H는 이산푸리에변환 행렬, P는 이산푸리에변환 미분 행렬, fnc는 비선형함수 푸리에 상수 벡터인 스텝 길이 제어 방법.
4. The method of claim 3,
Figure 112016041099981-pat00154

here,
Figure 112016041099981-pat00155
The moment of inertia of the flywheel,
Figure 112016041099981-pat00156
Is a viscous damping, ω is angular velocity, TEc is an input torque Fourier constant vector, H is a discrete Fourier transform matrix, P is a discrete Fourier transform differential matrix, and fnc is a nonlinear function Fourier constant vector.
청구항 3에 있어서, 상기 초기해계산과정은,
초기조건인 입력토크(TE(t))를 기반으로 임의의 호장 길이를 이용하여 초기플라이휠의 예측변위각 θc(1,p)를 계산하는 예측자계산과정;
Newton-Raphson을 적용하여 예측변위각 θc(1,p)을 보정하는 것에 의해 초기플라이휠의 보정변위각 θc(1,c)를 계산하는 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정;
Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하는 시간도메인미분과정;
처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단하는 제한반복횟수초과판단과정;
제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 초기조건을 재설정하도록 한 후 예측자계산과정으로 복귀하도록 하는 초기조건재설정과정;
제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단하고, 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 큰 경우에는 Newton-Raphson 적용 보정자 계산과정으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 하는 오차범위판단과정; 및
오차범위판단과정의 판단 결과 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 보정변위각 θc(1,c)를 보정자로 선정한 후 도 2의 처리과정으로 복귀하는 보정변위각선정과정;을 포함하여 이루어지는 스텝 길이 제어 방법.
4. The method of claim 3,
A predictor calculation process of calculating a predicted displacement angle? C (1, p) of the initial flywheel using an arbitrary arctic length based on an initial condition input torque TE (t);
A Newton-Raphson applied compensator calculation process of calculating a corrected displacement angle? C (1, c) of the initial flywheel by correcting the predicted displacement angle? C (1, p) by applying Newton-Raphson;
A Newton-Raphson time domain differentiation process for performing a derivative in the time domain during the calibrator calculation process and then returning the result;
Determining whether an iteration number ni of the process exceeds a limit number ne given as an initial value;
An initial condition resetting process for resetting the initial condition when ni exceeds ne, and returning to the predictor calculating process;
If ni does not exceed ne, it is determined whether the error (?) Of the calculated correction displacement angle? C (1, c) is smaller than an error? Given as an initial condition, If the error (Ψ) of the corrected displacement angle θc (1, c) is larger than the error (ε) given as the initial condition, an error range determination process for returning to the Newton- ; And
If the error Ψ of the correction displacement angle θc (1, c) is smaller than the error ε given as the initial condition as a result of the determination of the error range determination process, the calculated correction displacement angle θc (1, c) And a correction displacement angle selecting step of returning to the process of FIG.
청구항 5에 있어서, 상기 보정변위각 θc(1,c)의 오차(Ψ)는
Figure 112016041099981-pat00157

여기서,
Figure 112016041099981-pat00158
는 플라이휠의 관성모멘트,
Figure 112016041099981-pat00159
는 점성 댐핑(viscous damping), ω는 각속도, TEc는 입력토크 푸리에 상수 벡터, H는 이산푸리에변환 행렬, P는 이산푸리에변환 미분 행렬, fnc는 비선형함수 푸리에 상수 벡터인 스텝 길이 제어 방법.
The method according to claim 5, wherein Correction displacement angle The error? of? c (1, c)
Figure 112016041099981-pat00157

here,
Figure 112016041099981-pat00158
The moment of inertia of the flywheel,
Figure 112016041099981-pat00159
Is a viscous damping, ω is angular velocity, TEc is an input torque Fourier constant vector, H is a discrete Fourier transform matrix, P is a discrete Fourier transform differential matrix, and fnc is a nonlinear function Fourier constant vector.
청구항 3에 있어서, 상기 k+1 번째 해 계산과정은,
임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)를 이용하여 k+1 번째 예측자 θc(k+1,p)를 이미 계산된 θc(k,p)로부터 구하는 k+1번째 예측자 계산과정;
Newton-Raphson을 적용하여 예측 변위각 θc(k+1,p)(예측자)을 보정하는 것에 의해 k+1 번째 플라이휠의 보정변위각 θc(k+1,c)를 계산하는 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정;
Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정 중의 시간 도메인 내에서의 미분을 수행한 후 결과 값을 반환하는 k+1 번째 시간도메인미분과정;
처리과정의 반복 횟수(ni)가 초기 값으로 주어지는 제한 횟수(ne)를 초과하는 지를 판단하는 k+1 번째 시간도메인미분과정;
k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과한 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS1)를 재설정한 후 k+1 번째 예측자계산과정으로 복귀하는 ΔSd 재설정과정;
k+1 번째 제한반복횟수초과판단과정의 판단 결과 ni가 ne를 초과하지 않은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 지를 판단하는 k+1 번째 오차범위판단과정;
k+1 번째 오차범위판단과정의 판단 결과 보정변위각 θc(k+1,c)의 오차(Ψ)가 초기 조건으로 주어진 오차(ε)보다 작은 경우에는 계산된 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)를 보정자로 선정하는 k+1 번째 보정자선정과정;
k+1 번째 보정자선정과정에서 k+1 번째 보정변위각 θc(k+1,c)이 선정된 후에는 스텝이 종료되었는지를 판단하는 스텝종료판단과정; 및
스텝종료판단과정의 판단 결과 스텝이 종료되지 않은 경우 임의의 호장길이 ΔSd(ΔS2)를 재설정한 후 k+2 번째 예측자를 계산하고 Newton-Raphson 적용 k+1 번째 보정자 계산과정으로 복귀하여 처리과정을 반복 수행하도록 하는 다음예측자계산과정;을 포함하여 이루어지는 스텝 길이 제어 방법.
4. The method of claim 3, wherein the (k + 1)
(K + 1) -th predictor calculation process for obtaining a (k + 1) th predictor? C (k + 1, p) from the already calculated? C (k, p) using an arbitrary arc length?
Newton-Raphson is applied to calculate the corrected displacement angle θc (k + 1, c) of the (k + 1) th flywheel by applying the Newton-Raphson to correct the predicted displacement angle θc (k + 1, p) k + 1 &lt; th &gt;
K + 1 &lt; th &gt; time domain differentiation process for performing the derivative in the time domain during the k + 1 &lt; th &gt;
K + 1 &lt; th &gt; time domain differentiation process for determining whether the number of iterations ni of the process exceeds a limit number ne given as an initial value;
resetting the ΔSd to return to the (k + 1) -th predictor calculation process after resetting the arbitrary arctangent length ΔSd (ΔS1) when ni exceeds ne as a result of the determination of the step of determining the k + 1th limited repetition number;
If the determination result of the (k + 1) th iteration limit exceeding determination process is that ni does not exceed ne, the error (?) of the calculated k + 1th corrected displacement angle? c (k + 1, c) (k + 1) &lt; th &gt;
If the error (?) of the corrected displacement angle? c (k + 1, c) is smaller than the error? given as the initial condition as a result of the determination of the (k + 1) th error range determination process, k + 1 &lt; th &gt; corrector selection process for selecting (k + 1, c)
(k + 1) -th correction compensator selection process, it is determined whether or not the step is completed after the (k + 1) -th correction displacement angle? c (k + 1, c) is selected; And
As a result of the determination of the step end determination process, if the step is not finished, the arbitrary arctangent length ΔSd (ΔS2) is reset, the k + 2th predictor is calculated, and the process returns to the (k + 1) th compensator calculation process using Newton- And a next predictor calculation step of repeating the step of estimating the step length.
청구항 7에 있어서,
상기 ΔSd는 임의로 설정되는 스텝 길이 제어 방법.
The method of claim 7,
And? Sd is arbitrarily set.
청구항 7에 있어서, 상기 k+1번째 예측자 계산과정은,
((θc(k+1,p) =(θc(k,p) + Δs1))
여기서, p는 예측자(predictor), c는 보정자(corrector)를 나타내는 첨자, Δs1은 초기의 호장길이 ΔSd에 의해 예측자를 계산하는 과정인 스텝 길이 제어 방법.
8. The method of claim 7, wherein the (k + 1)
(? c (k + 1, p) =? c (k, p) +? s1)
Here, p is a predictor, c is a subscript indicating a corrector, and? S1 is a process of calculating a predictor by an initial arc length length? Sd.
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