• 제목/요약/키워드: 능동진동제어

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유전자 알고리즘을 이용한 능동진동제어기의 실시간 조정 (Real-Time Tuning of the Active Vibration Controller by the Genetic Algorithm)

  • 신태식
    • 소음진동
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    • 제10권6호
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    • pp.1083-1093
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    • 2000
  • 이 논문은 지능구조물의 실시간 적응진동제어를 위해 유전자 알고리즘을 이용하여 Positive Position Feedback(PPF) 제어기를 조정하는 것과 관련이 있다. 유전자 알고리즘은 최적변수를 찾는데 있어 국소 최소점이 아닌 전체적인 최적점을 찾을 수 있는 능력이 있다. PPF 제어기는 다른 진동모드에 영향을 주지 않으면서 특정 진동모드의 감쇠를 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있는 반면에 효과적인 진동제어를 위해서는 제어하고 자하는 진동모드의 고유진동수를 정확히 알아야하는 단점이 있다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 실시간으로 PPF 제어기가 필요로 하는 변수값을 추적할 수 있는 알고리즘을 개발하여 그 타당성을 실험으로 증명하였다. 실험결과는 PPF 제어기의 실시간 조정이 성공적으로 이루어져 진동제어가 효과적으로 이루어졌음을 보여주고 있다.

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내부 불평형 기진력을 갖는 원통형 구조물의 능동진동제어 (Active Vibration Control of Shell Structure Subjected to Internal Unbalanced Excitation)

  • 김승기;정우진;배수룡;이상규;곽문규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.195-203
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    • 2017
  • This paper is concerned with the active vibration control of shell structure that is subjected to internal unbalanced excitation by using active mounts and accelerometers. The unbalanced excitation is caused by a rotating unbalanced mass. The control algorithm considered in this study is the negative acceleration feedback (NAF) control. A simplified dynamic model was derived to verify the effectiveness of the NAF control. Four actuators and four accelerometers were mounted on the shell structure, so that the multiple-input and multiple-output (MIMO) NAF controller was designed by both centralized and decentralized ways. Numerical results show that both the decentralized and centralized NAF controllers are effective. Based on the numerical simulation, the proposed decentralized NAF controller was applied to the real shell structure. Experimental results show that the proposed decentralized NAF controller can effectively suppress vibrations of the shell structure.

일차원 음장에서의 능동소음제어

  • 남현도
    • 소음진동
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    • 제5권4호
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    • pp.461-467
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    • 1995
  • 본 글에서는 일차원 음장에서의 능동소음제어를 위한 적응필터 알고리즘 들 과 이의 응용 예를 주로 다루었다. 앞으로의 세기에서는 환경관련 기술이 산업화의 앞날을 좌우할 수 있는 핵심기술이 될 것이므로 능동소음제어에 관한 연구가 더욱 활발해지리라 예상된다. 공조 시스템에서의 능동소음제어 기술은 미국, 유럽 등지에 서 상품화 된지 10여년이 지났고 국내에서도 수년전에 ANC Technology사에서 상품화 를 하였으나, 아직은 가격이 비싸고 덕트의 크기나 소음원의 특성 등에 따라 성능이 제안을 받고 있어 방송국, 공연장 등 소음이 민감한 곳에서 부분적으로 사용되고 있을 뿐이나 앞으로 프로세서의 가격이 싸지고 좀 더 강인성이 보장된 알고리즘을 개발하여 성능을 향상시킬 경우 많은 응용이 기대된다. 엔진의 배기관에의 응용은 이제 시작 단계에 있으며 발전소 등과 같은 대용량 엔진에서는 어느 정도 실용성이 입증되고 있으나 자동차 엔진 등과 같은 소용량 엔진에서는 시스템의 가격이 지나치 게 비싸 이직은 적용하지 못하고 있어 저 가격화에 대한 연구가 필요하리라 생각된다. 능동소음제어 분야는 미국, 영국, 일본 등 선진국에서도 시작한지 10년 내외되는 신기술 분야로 실제 플랜트에 응용되고 사용 제품을 생산하기 시작한 것은 불과 수년 밖에 안되었으므로 앞으로 더욱 연구가 진행되면 더욱 종은 결과가 기대된다.

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능동동조질량감쇠기와 수정 PPF 제어기를 이용한 구조물의 능동진동제어 (Active Vibration Control of Structure Using Active Tuned Mass Damper and Modified PPF Controller)

  • 김기영;곽문규
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.550-555
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    • 2007
  • This paper is concerned with the active vibration control of building structure by means of the active tuned mass damper and the modified positive position feedback controller. To this end, one-degree-of-freedom spring-mass-damper system equipped with ATMD is considered. The stability condition for the addressed system when applying the proposed PPF controller is derived by Routh-Hurwitz stability criterion. The stability condition shows that the modified PPF controller is absolutely stable if the controller gain is positive, so that the modified PPF controller can be used without difficulty. Theoretical study shows that the modified PPF controller can effectively suppress vibrations as the original PPF controller does in smart structure applications. To investigate the validity of the modified PPF controller, a simple experimental structure with an ATMD system driven by DC motor was built. The modified PPF control algorithm was implemented on Atmel 128 microcontroller. The experimental result shows that the modified PPF controller can also suppress vibrations for the real structure.

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고속 엘리베이터의 전후 진동제어를 위한 동적 모델링 및 능동 제어기 설계 (Dynamic Modeling and Controller Design for Active Control of High-speed Elevator Front-back Vibrations)

  • 백광현;김기영;곽문규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.74-80
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    • 2011
  • Front-back vibrations of high-speed elevator need to be suppressed as in the case of lateral vibrations. The dynamic model for the front-back vibrations is different from the lateral vibration model since the supporting structure varies. In this study, a dynamic model was derived using the energy method. Based on the free vibration analysis, it was observed that the fundamental frequency for the front-back vibration is slightly lower than the fundamental frequency of the lateral vibration, which means that the active vibration control should be carried out in both directions. The PPF control algorithm was applied to the numerical model under measured rail irregularities. The numerical results show that the active vibration control of elevator front-back vibration is also possible.

능동진동제어를 이용한 유연보의 끝단위치 명령추종연구 (Tip Position Command Tracking of a Flexible Beam Using Active Vibration Control)

  • Lee, Young-Sup;Elliott, Stephen-J
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.643-648
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    • 2003
  • The problem considered in this paper is that the tip position of a flexible cantilever beam is controlled to follow a command signal, using a pair of piezoelectric actuators at the clamped end. The beam is lightly damped and so the natural transient response is rather long, and also since the sensor and actuator are not collocated, the plant response is non-minimum phase. Two control strategies were investigated. The first involved conventional PID control in which the feedback gains were adjusted to give the fastest closed-loop response to a step input. The second control strategy was based on an internal model control (IMC) architecture. The control filter in the IMC controller was a digital FIR device designed to minimize the expectation of the mean square tracking error. The IMC controller designed fur the beam was found to have very much reduced settling times to a step input compared with those of the PID controller.

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헬리콥터의 진동하중 저감을 위한 지능형 능동 뒷전 플랩 로터 제어 시스템 개발 (Development of an Intelligent Active Trailing-edge Flap Rotor to Reduce Vibratory Loads in Helicopter)

  • 이재환;최재혁;신상준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.492-497
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    • 2011
  • 일반적으로 헬리콥터는 양력, 추력 그리고 힘을 발생시키기 위해 로터 시스템을 사용하기 때문에 공력환경이 매우 복잡하다. 블레이드 와류 간섭과 같은 비정상 공력 환경이 발생한다. 이러한 비정상 공력 환경은 진동하중과 높은 공력소음을 유발한다. 진동하중과 공력소음은 로터 블레이드 회전수에 N 배의 해당하는 주파수 (N/rev)를 갖는다. 하지만 스와시 판과 피치링크로 이루어진 전통적인 로터 조종계통은 블레이드가 1 회 회전하는 동안 한번의 조종 변위를 발생시킬 수 있기 때문에 그러한 진동하중을 조절하기에는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 능동 제어 기법들이 개발되었다. 능동 제어기법은 임의의 주파수로 블레이드의 피치 각을 조종할 수 있다. 본 논문에서는 비정상 공력 하중을 변화시키기 위해 능동 제어기법 중 한 가지인 능동 뒷전 플랩 블레이드의 설계를 수행하였다. 능동 뒷전 플랩 블레이드는 에어포일의 캠버를 변화시키기 위해 작동기에 의해 구동되는 뒷전 플랩을 장착한다. 뒷전 플랩을 작동시키기 위해 블레이드 내부에 위치 압전 작동기를 사용하였다.

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