• Title/Summary/Keyword: 회전체 능동제어

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Vibration Control of Rotor (회전체의 진동제어)

  • 하향태랑
    • Journal of the KSME
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    • v.35 no.10
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    • pp.917-923
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    • 1995
  • 회전체 진동은 주로 밸런싱에 의해 줄일수 있지만 위험속도에서 나타나는 회전체 진동은 종종 피할 수 없다. 전자기 베어링은 이러한 회전체 진동을 능동적으로 제어하는 방법으로써 사용된다. 비접촉으로 회전체에 힘을 작용하는 동흡진기(dynamic vibration absorber)는 기존의 것에 비해 새로운 것을 필요로 하지 않는 아주 간단한 방법이다. 영구자석으로 구성된 자석 댐퍼는 비접 촉동흡진기의 일종이지만 영구자석만으로는 적절한 감쇠 성능을 만족시킬 수 없다. 따라서 영 구자석과 전자석을 동시에 사용하는 하이브리드 자석이 넓은 운전영역에서 좋은 진동제어 성능을 자지기 때문에 유용하다. 전력공급의 편리성을 위해서 하이브리드 자석을 합진기쪽에 설치하고 여러 개의 편으로 된 영구자석은 회전체의 주위에 부착하였다. 본 연구의 목적은 수직 회전 체(vertical rotor)의 진동을 제어하기 위해서 전자기력을 이용하는 하이브리드 관성 댐퍼를 개 발하는 것이다. 지금까지 전자석을 이용한 진동제어는 여러 저자에 의해 연구되어 왔으며 자기 베어링은 회전체의 진동을 제어하기 위한 전형적인 예이다. 그러나 회전체에 능동관성 댐퍼를 직접 적용한 예는 없었다. 이동흡진기는 전자석의 반발력(repulsive force)을 이용하고 흡진기의 운동에 의해 에너지가 감쇠된다. 반면에 자기 베어링에서는 전자석의 흡인력(attractive force)을 이용한다.

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Design of Active Magnetic Bearing System (능동 자기 베어링 시스템의 설계)

  • 하영호;김철순;이종원
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1990.10a
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    • pp.193-198
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    • 1990
  • 전자기 베어링은 기계적 접촉이 없고 전기적 제어가 가능하여 최근 고속 정 밀 회전기에 사용되고 있다. 본 논문에서는 능동 자기베어링을 모형화하고 제어 이득에 따른 계의 안정성 판별 및 응답특성의 변화를 고찰하였다. 이를 토대로 두개의 반경방향 베어링과 회전체를 제작하고 아날로그 제어회로를 구성하여 안정되게 회전체를 부상시킬수 있었으며 이로부터 계의 응답특성 을 구하였다.

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Simulation of active vibration control using phase adjusting method with high speed flexible rotor system (초고속 유연회전체의 위상조절법을 이용한 능동진동제어 시뮬레이션)

  • Na J.B.;Kim K.S.;Lee W.C.;Kim C.S.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.425-426
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    • 2006
  • This study proposes a new simulation method of high speed rotor system with the dynamic model using multi body dynamic analysis tool and with a new phase modulating technique as a system control algorithm. A dynamic model of high speed rotor system was built by, ADAMS, commercial multi body dynamic program. The phase modulating technique is a new control algorithm for a rotor system. This algorithm can control system using an adaptive proportional gain and an adaptive phase which are obtained from periodical input signal. To make control system, a ADAMS model and component parameters and phase controller was composed by Matlab Simulink And simulate it.

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A Study of Rotor Vibration Reduction using Fuzzy Magnetic Damper System (퍼지 마그네틱 댐퍼를 사용한 회전체 진동의 저감 연구)

  • Lee, Hyeong-Bok;Kim, Yeong-Bae
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.4
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    • pp.748-755
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    • 2001
  • This paper concerns rotor vibration reduction using magnetic damper system. The fuzzy control logic is utilized to fulfill desired motion. The fuzzy system structure and membership function were first determined by simulation results. The researched control logic contains two fuzzy controller : reference position variation according to the rotor whirling status and error compensation algorithm to minimize the rotor vibration due to unbalance and unstable fluid film force. The Sugeno type output membership function was utilized by several trials and optimized membership function constants were selected from experiments. The experimental results show that the proposed method effectively control and reduce the rotor vibration with fluid film bearings.

Technology Trend of Vibration/Noise Active Control in Helicopter (헬리콥터 능동 진동/소음 제어 기법 해외 동향 및 사례)

  • Kim, Deog-Kwan;Yun, Chul-Yong;Chung, Ki-Hoon;Kim, Seung-Ho
    • Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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    • v.9 no.1
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    • pp.77-89
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    • 2011
  • The vibration and noise reduction issue is very important in helicopter since the thrust and flight control force of helicopter are generated by rotating drive system. In past, there was a passive method to reduce vibration and noise to focus on specified frequency. Now, there are various active method to reduce vibration and noise due to technology development. This paper describes the worldwide technology trend of vibration and noise active control in helicopter. At introduction, generalmethod of vibration and noise reduction.

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Design and Application of Magnetic Damper for Reducing Rotor Vibration (회전체 진동 감소를 위한 마그네틱 댐퍼의 설계 및 응용)

  • Kim, Young-Bae;Yi, Hyeong-Bok;Lee, Bong-Ki
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.24 no.2 s.173
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    • pp.355-361
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    • 2000
  • In this study, active control magnetic actuator for reducing vibration of rotor system is performed. Identification, modeling, simulation, control system design, and evaluation of active magnetic damper system have been researched. Power amplifier modeling, connected magnetic actuator and augmented by system identification, is included to establish a magnetic damper simulation which provides close performance correspondence to the physical plant. A magnetic actuator, digital controller using DSP(Digital Signal Processor), and bipolar operational power supply/amplifiers are developed to show the effectiveness of reducing rotor vibration. Also the curve fitting procedure to obtain the transfer function of frequency dependent components is developed. Two kinds of test are executed as sliding and oil bearing. Results presented in this paper will provide a well-defined technical parameters in designing magnetic damper system for the proposed rotor.

Anti-Vibration Control of Active Magnetic Bearing (축 편심 질량 보상을 통한 능동 자기 베어링 시스템의 진동 저감)

  • Lee, Wook-Jin;Oh, Seung-Suk;Cheong, Dal-Ho
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.538-539
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    • 2010
  • 자기 베어링 시스템은 축과 베어링간의 자기적 힘을 이용하여 축을 비접촉으로 지지함으로써 고속으로 회전하는 회전체의 마찰손을 저감시킨다. 고속 회전체에 편심(Eccentricity)이 있을 경우 편심 질량으로 인한 원심력이 속도의 제곱에 비례하여 발생하게 되고, 축을 지지하고 있는 베어링에 과도한 진동을 유발하게 된다. 베어링에 전해지는 진동이 커지게 되면 진동 자체도 문제일 뿐 아니라 베어링이 부담해야 하는 힘의 크기가 커지게 되어 자기 베어링 및 이를 구동하는 전력전자 기기의 용량을 증가시켜야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 베어링의 지지력을 능동적으로 제어하는 능동 자기 베어링을 사용하여 축의 편심 질량의 크기 및 편심 위치를 파악하고 회전 관성 중심점으로 축을 회전시킴으로써 회전 진동을 저감하는 방법을 제안하고, 실험 결과로써 제안된 방법의 타당성을 검증한다.

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A study on the Active Control for Flexible Rotors Using Phase Control Method (위상 조절방법에 의한 유연 회전체의 능동제어에 관한 연구)

  • Lee W.C.;Kim S.W.;Kim J.S.;Park H.O.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2005.06a
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    • pp.280-283
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    • 2005
  • This study performed by a previous research for the applying expert system to active vibration control algorithm. In order to increase productivity and efficiency, high-speed rotating machines become popular these days. They are likely to vibrate and cause machine failure even though they have small unbalance. Therefore, a high-speed rotating machine needs a balancing technique. ISO 11342 classifies flexible rotors in accordance with their balancing requirements and establishes methods of assessment of residual unbalance. But, even if they finished balancing work, they have harmful effect vibration under the high-speed rotating environment. This vibration effect is very small, but it must be removed for the improvement of the rotor's spin accuracy. This paper introduces a new active control method that remove the exciting force by a phase control. For this method, the high-speed rotating rotor was reconstructed by a flexible rotor model. The forces which excite the rotating system suppose cyclic forces, we obtain the responses by numerical method. And then through the pattern analysis about the vibraton responses, the controler generate the control force with the reverse phase and similar magnitude. This paper suggest an phase control method and shows how to improve the rotating vibration accuracy of the flexible rotor dynamics system using phase control method.

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Design and Experimental Study for a Active Magnetic Bearing System by Using PID Control (PID 제어기를 이용한 능동형 자기베어링의 설계 및 실험적 동특성 연구)

  • Kyung, Jin-Ho;Kim, Jong-Sun;Lee, Hae
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1991.04a
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    • pp.83-89
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    • 1991
  • 본 연구에서는 5축 능동형 자기베어링 시스템에 대한 설계 및 제작 방법을 소개하고 모우드 변수 및 임계속도, 과도 및 정상상태에서의 응답 특성 등 관련 동특성을 실험으로 규명하였다. 자기베어링 제어방식은 PID 제어를 이 용하였고, air jet를 이용하여 회전체를 구동할 수 있도록 실험장치를 구성하 였다. 실험을 통하여 안정한 부상특성을 실현하였고, 1,2차의 임계속도를 통 과하여 10,000rpm이상이 회전속도에서도 안정하게 운전할 수 있었다.

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Controller Design and Validation of Radial Active Magnetic Bearing Systems Considering Dynamical Changes Due To Rotational Speeds (회전속도에 따른 동역학적 변화를 고려한 반경방향 능동 자기베어링 시스템의 제어기 설계 및 검증)

  • Jeong, Jin Hong;Yoo, Seong Yeol;Noh, Myounggyu
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.9
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    • pp.925-932
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    • 2014
  • If a rotor possesses a high gyroscopic coupling or the running speed is high, the dynamical changes in the rotor become prominent. When active magnetic bearings are used to support such rotors, it is necessary for the bearing controller to take these dynamical changes into consideration. Independent-axis controllers, which are the most commonly used, modulate the bearing force solely based on the sensor output of the same axis. However, this type of controller has difficulties in overcoming the dynamical changes. On the other hand, mixed-axis controllers transform the sensor output into components corresponding to the vibrational modes. A separate controller can then be designed for each vibrational mode. In this way, the controller can be designed based on the dynamics of the rotor. In this paper, we describe a design process for a mixed-axis controller that uses a detailed mathematical model of the system. The performance of the controller is evaluated based on the ISO sensitivity requirements and unbalance response, while considering the change in the system dynamics due to the running speed.