능동 진동 제어 실험

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능동 진동 제어 실험
능동 진동 제어 실험

1. 실험제목

◆ 압전재료를 이용한 지능외팔보의 능동진동제어

2. 실험목적

- 1자유도 시스템의 이론적 모델의 이해
- 압전필름을 이용한 빔의 고유주파수와 감쇠비를 구하는 실험적 방법의 이해
- 측정된 빔의 특성을 이용하여 빔을 모델링하여 실험에 필요한 이득값을 Simulation을 통하여 구함
- 압전필름을 이용한 분포형 작동기 및 감지기로 사용한 지능 외팔보의 능동제어

3. 이론적 배경

(1) 지능재료(smart materials)
- 지능재료란 감지 및 작동 능력이 있어서 외부 자극에 적절히 대응할 수 있으며, 마이크로프로세서와 결합되어 지능적으로 특정한 기능을 선택하고 실행할 수 있는 특성을 가진 재료를 말한다. 이러한 지능 재료를 장착한 스마트 구조물(Smart structure) 은 그 자체가 두뇌계, 신경계 및 근육계를 형성하여 구조물의 내부 및 외부에서 일어나는 모든 현상을 감지 할 수 있으며, 환경 변화에 따라 적절한 제어기와 연계된 작동기의 작용으로 항상 최적의 성능 상태를 유지할 수 있다.

① 전기유동 유체(Electrorheological Fluid, ER fluid)
ER 유체는 부하되는 전기장에 의하여 항복응력과 가점성이 변하며, 그 반응은 매우 빠르고 전기장 부하에 대하여 가역적인 반응을 나타내며, 부하되는 전기장의 크기에 따라 연속적이고 국부적으로 제어할 수 있는 특징을 갖고 있어 많은 분야에서 관심을 받고 있다. 또한 전기장만을 유체에 부하하면 되므로 부가적인 장치가 필요없어 응용장치 설계의 단순화를 가져올수 있으며, 상변화에 요구되는 전기장은 높지만, 전류는 매우 낮으므로 소비 전력이 낮은 장점을 갖고 있다. 이러한 ER 유체가 가지고 있는 장점을 이용한 자동차의 현가장치, 제진대, 엔진 마운트 등 제어가 가능한 가변감쇠기구 및 지능 구조물에 대한 응용 연구가 자동차 산업 및 군수 산업을 비롯한 많은 분야에서 활발히 진행되고 있다.

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