[기계항공공학실험] 동역학제어

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레포트 > 공학계열
2009.08.27
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[기계항공실험] 동역학제어실험

동역학 제어 실험

[기계공학] 동역학 제어 실험

[기계항공공학실험] 동역학 제어 실험 결과

소개글

[기계항공공학실험] 동역학제어에 대한 자료입니다.

목 차
1. 임펄스 테스트
(a) 주어진 데이터는 응답의 절대값과 위상
① 응답의 크기
② 위상
③ 실수부()
④ 허수부()
(b) 위의 그림에 도시된 축 시스템의 경우
① 선형 시스템의 가정
② 에너지 보존의 가정
③ Impulse test 의 가정
④ 실험에의 오차
(c) 시스템을 수학적 해석을 위해 모델링
① 임펄스 테스트의 특징(장점)
② 임펄스 테스트의 한계(단점)
1) Leakage
2) Nonlinear Distortion
3) Bad Hits
4) Pre-Trigger Delay
③ 주파수 응답을 측정하는 다른 방법들
1) 전자식 가진기 (electromagnetic exciter)
2) 유압식 가진기 (hydraulic exciter)
(d) 임펄스 테스트를 통해 얻은 신호
2. 제프콧 로터 시스템
(a) 가장 간단한 가정은 양 옆에 지지되는 베어링
② y2 axis-중력 G를 고려해야 한다.
(b) (a)의 경우에는 디스크의 병진(translation) 운동
(c) 디스크의 회전의 자유도가 있는 보다 실제에 가까운 모델
(d) 축 강성과 베어링 강성 비의 변화
(e) e=15, =3, =6, m=10, t=1 일 때, 회전속도
(f) 축의 회전이 첫 번째 고유 진동수보다 작을 범위
3. 자기베어링 로터 시스템
4. Magnetic Bearing
(a) 자기베어링은 다음과 같은 스펙을 가졌다. 이때 구동력 F는 어떻게 선형화 되는가?
5. 동기 및 비동기 가진
(a) 동기 가진과 비동기 가진이 일어나는 이유에 대해 간단하게 설명하고 이와 같은 예를 서술하시오.
(b) 학부실험 내용 중 자기베어링
(1) w2 = 300rpm
(2) w2 = 1200rpm
(3) w2 = 1800rpm
(4) w2 = 2400rpm
(c) 비동기 가진의 주파수가 600rpm이고 축의 회전 속도
(1) 11Hz일 때
(2) 10Hz일 때(동일 진동수)
(3) 9.5Hz일 때의 맥놀이현상

1. 임펄스 테스트

본문내용

동역학 제어 실험 과제

1. 임펄스 테스트

FEM이나 전달 행렬 방법으로 모델링 한 회전축을 실험적으로 검증하기 위해서 임펄스 테스트를 수행한다. 베어링이 없는 축을 매달고 매단 방향과 직각으로 가속도계를 축에 붙이고 축을 임팩트 해머로 때려 그 둘 사이의 주파수 응답을 구한다. 이러한 주파수 응답을 통해서 회전축의 고유진동수와 모드 형상을 측정할 수 있고 이론적으로 구성된 모델과 비교해서 모델의 신뢰성을 검증한다. 이 과제와 함께 첨부되는 데이터는 이번 실험을 통하여 그림 1의 축을 임펄스 테스트를 통해서 얻은 것이다. 아래 그림과 같이 8개의 지점을 정한 후 i번째 위치에 가속도계를 두고 j번째 위치에서 임팩트 해머로 때리고 FFT analyzer를 이용하여 그 전달함수를 얻는다. 전달함수 데이터는 magnitude, phase가 각각 Mij , Pij (degree)로 저장되었으며 총 64번 (8x8)의 실험을 통해 각각 64개의 데이터가 주어진다. 주파수데이터는 frequency(Hz)로 주어진다. 가속도계 위치는 sensor로 주어진다.

(a) 주어진 데이터는 응답의 절대값과 위상이다. x축을 주파수, y축을 축의 길이로 하고, z축은 각각 응답의 크기, 위상, 실수부, 허수부 값을 가지는 그래프를 1, 3, 5, 7번 노드에 대해 그려보고 고유 진동수를 찾으시오. 이 때 어느 그래프를 사용하는 것이 고유 진동수를 찾는데 유리하며, 그 이유는 무엇인가
① 응답의 크기

② 위상

③ 실수부()

④ 허수부()

4가지의 경우에 대한 3차원 그래프를 위와 같이 도시하였다. 이 때, 그래프를 살펴보면 주파수 대 허수부의 그래프가 peak가 가장 뚜렷하게 나타난다는 사실을 관찰할 수 있다. Impulse 실험이 모든 주파수로의 동시 가진을 가능하도록 하므로 이 경우 peak는 공진 주파수라고 볼 수 있으며 동시에 축의 고유 주파수라고 할 수 있다. One dimensional forced vibration 의 경우 응답의 위상은 다음과 같이 나타난다.

그러므로 감쇠를 무시할 경우, Φ는 0에 가까운 값을 유지하다가 공진 주파수 영역에서 급격하게 Π/2 의 값을 갖은 후 다시 급격하게 Π 의 값을 갖게 된다. (아래 그래프 참조)

#시스템 #주파수 #고유진동수 #고유 #진동수 #스펙트럼 #방향 #베어링 #방향성

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