KR20070022703A - A method and system for controlling helicopter vibrations - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동 제거력을 활발히 발생하기 위한 진동 제거력 발생기를 포함하는 헬리콥터 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기 및 공명 작동기 전자 제어 시스템을 포함한다. 공명 작동기 전자 제어 시스템은 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 공명 작동기에 제공한다. 공명 작동기는 피이드백 출력을 가지며, 피이드백 출력은 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백되고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 진동 제거력을 발생시키기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention relates to a method and system for controlling helicopter vibration comprising a vibration removal force generator for actively generating vibration removal force. The system of the present invention includes a resonance actuator having a natural resonance frequency and a resonance actuator electronic control system. Resonator actuator The electronic control system provides an electric drive current to the resonance actuator to drive the resonance actuator against the resonance frequency upon receiving a command by the received command signal. The resonator actuator has a feedback output, the feedback output is fed back to the resonator actuator electronic control system, and the resonator actuator electronic control system regulates the electric drive current based on the resonator actuator feedback output to generate vibration suppression force.
진동, 진동 제거력, 고유 공명 진동수, 공명 작동기, 피이드백 Vibration, vibration elimination, natural resonance frequency, resonance actuator, feedback
Description
본 발명은 문제의 진동을 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 항공기 운행체 진동을 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 문제의 회전 날개 헬리콥터 진동을 제거(canceling)하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for controlling a vibration in question. More particularly, the present invention relates to methods and systems for controlling aircraft vehicle vibrations, and more particularly to methods and systems for canceling rotating wing helicopter vibrations in question.
헬리콥터 진동은 항공기에서 장비 및 점유자에 대한 피로 및 마멸을 야기시킬수 있다는 점에서 특히 골치 아픈 문제이다. 헬리콥터 같은 운행체에서, 진동은 운행체의 내용물 이외에도 운행체를 구성하는 실제 구조물 및 부품을 손상시킬 수 있다는 점에서 특히 문제가 있다.Helicopter vibration is a particularly troublesome problem in that it can cause fatigue and wear and tear on equipment and occupants in the aircraft. In vehicles, such as helicopters, vibrations are particularly problematic in that they can damage the actual structures and components that make up the vehicle, in addition to the contents of the vehicle.
운행체 진동을 정확하고 경제적으로 제거하기 위한 시스템 및 방법이 요구되고 있으며, 진동을 정확하고 경제적으로 제어하기 위한 시스템 및 방법이 요구되고 있다. 또한 진동이 효율적으로 제거되고 최소화 되도록 헬리콥터에서 진동을 제어하기 위한 경제적으로 가능한 방법이 요구되고 있으며, 진동이 효율적으로 제거되고 최소화 되도록 헬리콥터에서 진동을 제어하기 위한 튼튼한 시스템이 요구되고 있다. 또한 문제의 헬리콥터 진동을 제어하기 위한 경제적인 방법 및 시스템이 요 구되고 있는 실정이다.There is a need for a system and method for accurately and economically removing vehicle vibration, and a system and method for accurately and economically controlling vibration are required. There is also a need for economically viable methods for controlling vibrations in helicopters so that vibrations are efficiently removed and minimized, and robust systems for controlling vibrations in helicopters are required for vibrations to be removed and minimized efficiently. There is also a need for economic methods and systems for controlling helicopter vibrations in question.
본 발명은 진동 제거력(canceling force)을 활발히 발생하기 위한 진동 제거력 발생기를 포함한다. 진동 제거력 발생기는 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기, 및 명령 신호를 수신 하기 위해 명령 입력을 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 포함하며, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공하며, 공명 작동기는 피이드백 출력을 가지며, 상기 피이드백 출력은 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 되고, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 공명 작동기 피이드백 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절하여 진동 제거력을 발생시킨다.The present invention includes a vibration removing force generator for actively generating a vibration canceling force. The vibration canceling force generator includes a resonance actuator having a natural resonance frequency, and a resonance actuator electronic control system having a command input for receiving a command signal, wherein the resonance actuator electronic control system has a resonance frequency upon receiving a command by the received command signal. Provide an electrical drive current to the resonator actuator to drive the resonator actuator, the resonator actuator having a feedback output, the feedback output being fed back to the resonator actuator electronic control system, the resonator actuator electronic control system being resonant The vibration suppression force is generated by adjusting the electric drive current based on the actuator feedback output.
본 발명은 진동 제거력 발생기를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하고, 명령 신호를 수신하기 위해 명령 입력을 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템 및 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 전력 증폭기를 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하는데, 이 경우 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류는 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 하고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of manufacturing a vibration removing force generator. The method provides a resonant actuator having a natural resonance frequency, a resonator actuator electronic control system having a command input to receive a command signal and a power amplifier for providing an electric drive current to drive the resonant actuator, Coupling the actuator with the resonance actuator electronic control system, in which case the resonance actuator electronic control system electrical drive current drives the resonance actuator against the natural resonance frequency when commanded by the received command signal, the resonance actuator outputs the electrical output. Feedback to the resonator actuator electronic control system, and the resonator actuator electronic control system adjusts the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 진동을 제어하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하고, 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결하고, 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동하는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of controlling vibration. The method provides a resonant actuator having an inherent resonance frequency, provides a resonator actuator electronic control system for providing an electric drive current to drive the resonant actuator, connects the resonant actuator with the resonator actuator electronic control system, and inherent resonance Driving the resonant actuator with respect to frequency, the resonant actuator feeding back the electrical output to the resonator actuator electronic control system and adjusting the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 운행체 진동 제거 시스템을 포함한다. 상기 운행체 진동 제거 시스템은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 포함한다. 운행체 진동 제거 시스템은 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어기를 포함한다. 공명 작동기는 피이드백 전기 출력을 가지며, 피이드백 전기 출력은 공명 작동기 전자 제어기로 피이드백 되고, 상기 공명 작동기 전자 제어기는 상기 공명 작동기 피이드백 전기 출력에 기초하여 상기 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a vehicle vibration removing system. The vehicle vibration elimination system includes a resonance actuator having a natural resonance frequency. The vehicle vibration elimination system includes a resonance actuator electronic controller for providing an electrical drive current to the resonance actuator to drive the resonance actuator against the resonance frequency. The resonance actuator has a feedback electrical output, the feedback electrical output is fed back to the resonance actuator electronic controller, and the resonance actuator electronic controller adjusts the electrical drive current based on the resonance actuator feedback electrical output.
본 발명은 헬리콥터 진동 제거 시스템을 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 상기 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하는데, 이 경우 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류는 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동하고, 상기 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 하고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of manufacturing a helicopter vibration cancellation system. The method includes providing a resonance actuator having a natural resonance frequency. The method includes providing a resonance actuator electronic control system for providing an electrical drive current to drive the resonance actuator. The method involves coupling a resonator actuator with a resonator actuator electronic control system, in which case the resonator actuator electronic control system electrical drive current drives the resonator actuator for a natural resonant frequency, the resonator actuator driving the electrical output to the resonator actuator electronics. Feedback to the control system, and the resonator actuator electronic control system regulates the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 헬리콥터 진동을 제어하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 헬리콥터에 공명 작동기를 장착하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of controlling helicopter vibrations. The method includes providing a resonance actuator having a natural resonance frequency. This method involves mounting a resonator actuator in the helicopter. The method includes providing a resonance actuator electronic control system for providing an electrical drive current to drive the resonance actuator. The method includes coupling a resonance actuator with a resonance actuator electronic control system. The method includes driving the resonator actuator for the natural resonance frequency, which feeds back the electrical output to the resonator actuator electronic control system and adjusts the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
상술한 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명은 본 발명의 전형이며, 본 발명의 특징을 이해하기 위한 개요를 제공할 의도임은 물론이다. 첨부 도면은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위한 것이며, 본 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명의 여러가지 실시예를 예증하여 주는 것이다.The foregoing general description and the following detailed description are typical of the invention and are intended to provide an overview for understanding the features of the invention. The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the invention, form a part of this specification, and illustrate various embodiments of the invention.
도1은 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고,1 shows a method and system for controlling vibration,
도2A-2D는 진동을 제어하기 위한 공명 작동기를 나타낸 것이고,2A-2D show a resonance actuator for controlling vibration,
도3은 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고,3 illustrates a method and system for controlling vibration,
도4A-4B는 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고, 4A-4B illustrate a method and system for controlling vibration,
도5는 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고,5 shows a method and system for controlling vibration,
도6은 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고,6 illustrates a method and system for controlling vibration,
도7은 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템을 나타낸 것이고,7 illustrates a method and system for controlling vibration,
도8은 힘(N) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 힘)이고,8 is a plot of the force (N) y-axis and frequency (Hz) x-axis (actuator force for 0.75 volts command),
도9는 작동기 전류(amp) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 전류)이고, 9 is a plot of actuator current (amp) y-axis and frequency (Hz) x-axis (operator current for 0.75 volt command),
도10은 작동기 전압(volt) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 전압)이고,10 is a plot of the actuator voltage (volt) y-axis and frequency (Hz) x-axis (operator voltage for 0.75 volt command),
도11은 작동기 전력(Watt) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 전력)이고,11 is a plot of actuator power (Watt) y-axis and frequency (Hz) x-axis (operator power for 0.75 volts command),
도12는 저항 전력(Watt) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 저력)이고,12 is a plot of the resistive power (Watt) y-axis and frequency (Hz) x-axis (actuator power for 0.75 volts command),
도13은 작동기 질량체 변위(mm) y-축 및 시간(s) x-축의 도표(0.75 볼트의 스텝 입력에 대한 작동기 반응)이고, Figure 13 is a plot of actuator mass displacement (mm) y-axis and time (s) x-axis (actuator response to a step input of 0.75 volts),
도14는 작동기 질량체 변위(mm) y-축 및 시간(s) x-축의 도표(22.1 Hz 에서 0.75 볼트 명령에 대한 작동기 반응)이고,Figure 14 is a plot of actuator mass displacement (mm) y-axis and time (s) x-axis (operator response to 0.75 volts command at 22.1 Hz),
도15는 힘(N) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 힘)이고, 15 is a plot of the force (N) y-axis and frequency (Hz) x-axis (actuator force for 0.75 volt command),
도16은 작동기 전류(amp) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 전류)이고,Figure 16 is a plot of actuator current (amp) y-axis and frequency (Hz) x-axis (operator current for 0.75 volts command),
도17은 작동기 전압(volt) y-축 및 진동수(Hz) x-축의 도표(0.75 볼트 명령에 대한 작동기 전압)이다.Figure 17 is a plot of the actuator voltage (volt) y-axis and frequency (Hz) x-axis (operator voltage for 0.75 volt command).
본 발명은 진동 제거력을 활발히 발생시키기 위한 진동 제거력 발생기로 구성되어 있다. 진동 제거력 발생기는 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기, 및 공명 작동기 전자 제어 시스템을 포함하며, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공한다. 공명 작동기는 피이드백 출력을 갖고 있으며, 상기 피이드백 출력은 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 되는데, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 진동 제거력을 발생시키기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention is composed of a vibration removing force generator for actively generating a vibration removing force. The vibration canceling force generator includes a resonance actuator having a natural resonance frequency, and a resonance actuator electronic control system, wherein the resonance actuator electronic control system provides an electric drive current to the resonance actuator to drive the resonance actuator against the resonance frequency when commanded. do. The resonator actuator has a feedback output, which feeds back to the resonator actuator electronic control system, which relies on an electrical drive current based on the resonator actuator feedback output to generate vibration suppression. Adjust
본 발명은 진동 제거력을 활발히 발생시키기 위한 진동 제거력 발생기를 포함한다. 진동 제거력 발생기는 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기, 및 명령 신호를 수신하기 위한 명령 입력을 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 포함하며, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공하고, 상기 공명 작동기는 피이드백 출력을 갖고 있으며, 상기 피이드백 출력은 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 되는데, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 진동 제거력을 발생시키기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력 에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 도1 내지 도5에 도시되어 있는 바와같이, 진동 제거력 발생기(20)는 파괴적으로 간섭하여 부착되어 있는 구조물(50)에서 원치않는 진동력을 제거하는 진동 제거력(22)을 활발히 발생시킨다. 진동 제거력 발생기(20)는 고유 공명 진동수(46)를 갖는 직선 보이스(voice) 코일 공명 작동기(24)를 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)는 탄력있는 금속 만곡부(32)에 매달리는 전자기적으로 구동되는 용수철이 장치된 질량체(26)가 바람직하다. 도2A-2D에 도시되어 있는 바와 같이, EM(전자기) 구동 질량체(26)는 탄력있는 금속 만곡부(32)의 다층의 수평 비임 스택(stack)에 매달리는 것이 바람직하며, 상기 만곡부는 고유 공명 진동수에서 진동하도록 전자기적으로 구동될 수 있는 용수철이 장치된 질량체를 제공하기 위하여 두개의 측부 탄력있는 금속 만곡 기둥판에 의하여 지지되는 것이 바람직하다. 공명 작동기 질량체는 상기 질량체가 그의 공명 진동수에서 EM 장에 의하여 끌어 당기어지고 반발되도록 전자기장을 조절함으로서 구동되는 것이 바람직하다. 공명 작동기 질량체는 전자기 코일(30)과 정렬되어 있는 영구 자석(28)을 포함하는 것이 바람직하며, 전자기 코일(30)에 공급되는 전기 구동 전류가 공명시 질량체를 구동시킨다. 진동 제거력 발생기(20)는 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 포함한다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)은 명령 신호(38)을 수신하기 위한 명령 입력(36)을 가지며 전기 구동 전류(i)를 생성하는 전력 증폭기(40)를 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)은 수신된 명령 신호(38)에 의하여 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기(24)에 전기 구동 전류(42)를 제공하며, 공명 작 동기는 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 된 피이드백 출력(44)을 가지며, 상기 공명 작동기 전자 제어 시스템은 진동 제거력(22)을 발생시키기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력(44)에 기초하여 전기 구동 전류(i)을 조절한다. 공명 작동기(24)는 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 범위의 공명 작동기 고유 공명 진동수를 갖는 것이 바람직하다. 진동 제거력 발생기(20)는 바람직하기로는 제어 시스템 발생 구동 전류가 연장된 기간에 걸쳐 고유 진동수에서 노화 변화를 따를 수 있도록 공명 작동기 노화 고유 공명 진동수에 구동 전류를 조절하기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력(44)의 이용에 의하여, 예컨대 시간의 경과에 따라 금속 만곡부의 노화 및 금속 만곡부 훼스너 및 고정구의 이완으로부터 연장된 작동 수명 프레임 상으로 공명 작동기 고유 공명 진동수 변화를 바꾸는 공명 작동기(24)의 노화에 적합시킬 수 있다. 공명 작동기(24)는 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)는 조금 감쇠된 공명 작동기가 바람직하다. 공명 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비(감쇠비는 특수 감쇠 계수 c/임계 감쇠 계수 cr가 바람직)를 갖는 조금 감쇠된 공명 작동기가 바람직하다. 진동 제거력 발생기(20)는 조금 감쇠된 질량 스프링 시스템 고도 공명 반응을 갖는 공명 작동기(24)를 이용하며, 작동기는 고도 공명 반응으로 인하여 공명시 구동된다. 명령 신호(38)는 아날로그 입력 전압이 바람직하며, 이는 명령 입력(36)에 의하여 수신되며, 가변 전압 입력 명령 신호는 진동 구조물(50)에서 원치않는 진동력을 제거하기 위한 힘(22)을 생성하기 위하여 전자 제어 시스템(34)을 명령한다. 도4에 도시되어 있는 바와같이, 진동 제거력 발생기는 공명 작동기(24)를 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)에 분리 가능하게 연결시키기 위한 전기 연결기 인터페이스(52)를 포함하는 것이 바람직하다. 그와같은 전기 연결기 인터페이스는 피이드백 루프 연결기(52) 및 전기 구동 전류 연결기(52)를 포함하는 것이 바람직하며, 연결기 인터페이스(52)는 제어 시스템(34)과 작동기(24)의 상호 교환 및 공명 작동기(24)의 대체 및 교환을 제공한다. 공명 작동기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기로부터 제어 시스템(34)으로 돌아가는 전기 출력이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 작동기 전기 출력은 작동기 전기 출력으로부터 제어 시스템으로 직접 공급된다. 도1에 도시된 바와같은 바람직한 실시예에서, 피이드백 출력을 생성하기 위한 분리된 물리적 작동기 운동 센서가 이용되지 않으며, 전기 피이드백 출력(44)은 작동기 및 제어 시스템 구동 전류로부터 직접 온다. 공명 작동기 전기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기를 통하는 전하 유동율(i)이 바람직하며, 작동기를 통하는 전류(i_act)는 제어 시스템으로 피이드백되고, 작동기 구동 전류(i)는 최대 조작값으로 제어되고 제한된다. 제어 시스템은 공명시 형상 필터링의 필요없이 작동기를 구동시키기 위하여 구동 전류(i)를 제어함에 있어 전류(i_act) 피이드백(44)을 사용하는 것이 바람직하다. 하나의 실시예에서, 공명 작동기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기(24)를 통하는 전위차이며, 작동기를 가로지르는 전압(v_act)은 제어 시스템으로 피이드백되고, 최대값으로 제어되고 제한된 작동기에서 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위한 작동기에 대한 정격 전압에 해당한다. 하나의 실시예에서 공명 작동기 피이드백 출 력(44)은 공명 작동기를 통하는 전하 유동률(i_act)및 공명 작동기를 통하는 전위차(v_act)이고, 전압 및 전류는 작동기(24)로 부터 피이드백 된다.The present invention includes a vibration removing force generator for actively generating the vibration removing force. The vibration canceling force generator includes a resonance actuator having a natural resonance frequency, and a resonance actuator electronic control system having a command input for receiving a command signal, wherein the resonance actuator electronic control system has a resonance frequency upon receiving a command by the received command signal. Provide an electrical drive current to the resonator actuator to drive the resonator actuator, wherein the resonator actuator has a feedback output, and the feedback output is fed back to the resonator actuator electronic control system. Adjusts the electrical drive current based on the resonance actuator feedback output to generate vibration elimination. As shown in Figs. 1 to 5, the vibration removing
본 발명은 진동 제거력 발생기를 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하고, 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 전력 증폭기를 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하는데, 이 경우 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류는 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키고, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of manufacturing a vibration removing force generator. The method provides a resonant actuator with a natural resonant frequency, provides a resonant actuator electronic control system with a power amplifier for providing an electric drive current to drive the resonant actuator, and connects the resonant actuator with the resonant actuator electronic control system. In which case the resonator actuator electronic control system electrical drive current drives the resonator actuator to the natural resonant frequency upon being commanded by the received command signal, and the resonator actuator feeds the electrical output back to the resonator actuator electronic control system. And a resonator actuator electronic control system regulates the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 진동 제거력 발생기(20)를 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기(24)를 제공하고, 명령 신호를 수신하기 위한 명령 입력 및 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류(i)를 제공하기 위한 전력 증폭기를 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하는데, 이 경우 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류(i)는 수신된 명령 신호에 의하여 명령을 받으면 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키고, 공명 작동기는 전기 출력(44)을 공명 작동기 전기 제어 시스템으로 피이드백하고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력(44)에 기초하여 전기 구동 전류(i)를 조절한 다. 공명 작동기(24)의 제공은 전자기 구동 보이스 코일, 바람직하기로는 EM 코일(30)에 의하여 생성되는 전자기장을 조절함으로서 구동되는 용수철이 장치된 질량체(26)를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직한데, 상기 질량체는 EM 장에 의하여 끌어 당기어지고 반발되고, 작동기는 그의 고유 공명 진동수에서 공명한다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)의 제공은 명령 신호(38)를 수신하기 위한 명령 입력(36) 및 공명 작동기를 그의 공명 진동수에 대하여 구동시키기 위하여 전기 구동 전류(i)를 제공하기 위한 전력 증폭기(40)를 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 명령 신호(38)는 아날로그 입력 전압이 바람직하며, 아날로그 가변 전압 입력 명령 신호는 제어 시스템을 명령하여 작동기(24)가 부착되는 구조물(50)에서 원치않는 진동력을 파괴적으로 간섭하여 제거하는 진동 제거력을 발생시킨다. 도1에 도시된 바와같은 바람직한 실시예에서, 작동기 전기 출력(44)은 제어 시스템으로 직접 피이드백되며, 바람직하게도 분리된 물리적 작동기 운동 센서가 피이드백 출력을 생성하기 위해 요구되지 않는다. 도4에 도시된 바와같은 다른 실시예에서, 공명 작동기 전기 출력(44)은 작동기 센서(54)로 부터 작동기 센서 전기 출력을 포함한다. 이동하는 질량체(26)의 운동을 측정하는 운동 센서 같은 작동기 센서(54)는 작동기(24)의 물리적 운동 특성에 비례하여작동기 센서 전기 출력(44)을 제공한다. 하나의 실시예에서, 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체에 장착되는 가속도계이다. 하나의 실시예에서, 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체의 속도를 측정 및 감지하는 속도 센서이다. 하나의 실시예에서, 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체의 변위 및 위치를 측정 및 감지하는 변위 센서이다. 공명 작동기(24)의 제공은 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 범위의 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)의 제공은 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비를 갖는 조금 감쇠된 공명 작동기이다(감쇠비 = 특수 감쇠 계수 c/ 임계 감쇠 계수 cr). 작동기(24)는 조금 감쇠된 질량체 스프링 시스템의 고도의 공명 반응을 갖는 것이 바람직하다. 하나의 실시예에서, 방법은 바람직하기로는 피이드백 출력 루프 연결기(52) 및 전기 구동 전류 연결기(52)를 포함하여 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)에 공명 작동기(24)를 분리 가능하게 연결하기 위한 전기 연결기 인터페이스(52)를 제공하는 것을 포함하며, 연결기 인터페이스의 분리 및 결합이 작동기(24)와 제어 시스템(34)의 교체, 및 제어 시스템(34)에 의하여 구동되는 작동기(24)의 대체 및 교환을 위해 사용된다. 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통하여 전하 유동율을 피이드백하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 작동기(24)를 통하여 전류(i)는 가장 바람직하기로는 작동기(24)를 구동시키는데 사용되는 형상 필터링 없이 최대 작동값으로 제어되고 한정된 구동 전류를 갖는 (i_act)로서 제어 시스템으로 피이드백된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통하여 전위차를 피이드백 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. (v_act)로 서 제어 시스템에 피이드백된 작동기를 가로지른 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위해 작동기(24)에 대한 정격 전압에 해당하는 최대값으로 제어되고 제한된다. 하나의 실시예에서 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통한 전하 유동율 및 공명 작동기를 통한 전위차를 피이드백 하는 것을 포함하는 것이 바람직하며, 전압 및 전류는 작동기로 부터 피이드백 한다.The present invention includes a method of manufacturing the vibration removing
본 발명은 진동을 제어하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하고, 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키고, 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of controlling vibration. The method provides a resonant actuator with a natural resonant frequency, provides a resonant actuator electronic control system for providing an electric drive current to drive the resonant actuator, connects the resonant actuator with the resonant actuator electronic control system, and provides a resonant resonance. And driving the resonant actuator with respect to frequency, the resonant actuator feeding back the electrical output to the resonator actuator electronic control system and adjusting the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 진동을 제어하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 보이스 코일 공명 작동기(24), 바람직하기로는 전자기 구동 용수철이 장치된 질량체가 EM 장에 의하여 끌어 당기어지고 반발되도록 전자기장을 조절함으로서 구동되는 전자기 구동 용수철이 장치된 질량체를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시 스템으로 피이드백 하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 공명 작동기(24)의 제공은 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 범위의 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)의 제공은 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 조금 감쇠된 공명 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비(감쇠비 = 특수 감쇠 계수 c/ 임계 감쇠 계수 cr)을 갖는 것이 바람직하며, 작동기는 조금 감쇠된 질량체 스프링 시스템의 고도의 공명 반응을 갖는다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템에 분리 가능하게 연결시키기 위하여 전기 연결기 인터페이스(52)를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기 전기 출력(44)은 공명 작동기를 통한 전위차가 바람직하며, 작동기를 가로지른 전압은 제어 시스템으로 피이드백되고, 최대값으로 제어되고 제한된 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위해 작동기에 대한 정격 전압에 해당한다. 공명 작동기 전기 출력(44)은 공명 작동기를 통한 전하 유동율이 바람직하다. 공명 작동기 전기 출력은 공명 작동기를 통한 전하 유동율 및 공명 작동기를 통한 전위차가 바람직하다. 하나의 실시예에서 공명 작동기 전기 출력은 작동기 센서 전기 출력이다.The present invention includes a method of controlling vibration. This method involves a voice
본 발명은 운행체 진동 제거 시스템을 포함한다. 운행체 진동 제거 시스템은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 포함한다. 운행체 진동 제거 시스템은 공 명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어기를 포함한다. 공명 작동기는 피이드백 전기 출력을 가지며, 피이드백 전기 출력은 공명 작동기 전자 제어기로 피이드백 되고, 상기 공명 작동기 전자 제어기는 상기 공명 작동기 피이드백 전기 출력에 기초하여 상기 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a vehicle vibration removing system. The vehicle vibration elimination system includes a resonance actuator having a natural resonance frequency. The vehicle vibration elimination system includes a resonance actuator electronic controller for providing an electrical drive current to the resonance actuator to drive the resonance actuator against the resonance frequency. The resonance actuator has a feedback electrical output, the feedback electrical output is fed back to the resonance actuator electronic controller, and the resonance actuator electronic controller adjusts the electrical drive current based on the resonance actuator feedback electrical output.
본 발명은 운행체 진동 제거 시스템을 포함한다. 항공기 운행체 진동 제거 시스템은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기(24), 및 공명 작동기 전자 제어기(34)를 포함하며, 공명 작동기 전자 제어기는 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기에 전기 구동 전류를 제공하고, 공명 작동기는 피이드백 전기 출력을 가지며, 피이드백 전기 출력은 공명 작동기 전자 제어기로 피이드백되고, 공명 작동기 전자 제어기는 부착되어 있는 운행체 진동 구조물(50)에서 진동을 제거하기 위하여 진동 제거력(22)을 발생토록 공명 작동기 피이드백 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 공명 작동기(24)는 탄성 금속 만곡부(32)에 매달리는 전자기적으로 구동되는 용수철이 장치된 질량체(26)가 바람직하다. 도2A-2D에 도시된 바와같이, EM 구동 질량체(26)는 다층의 탄성 금속 만곡부(32)의 수평 비임 스택에 매달리는 것이 바람직하며, 이는 고유 공명 진동수에서 진동하도록 전자기적으로 구동될 수 있는 용수철이 장치된 질량체를 제공하기 위하여 두개의 수직 측부 탄성 금속 만곡부 기둥판에 의하여 지지되는 것이 바람직하다. 공명 작동기 용수철이 장치된 질량체는 전자기장을 조절함으로서 구동되는 것이 바람직하며, 용수철이 장치된 질량체는 공명 진동수에서 EM 장에 의하여 끌어 당기어지고 반발된다. 공명 작동기 용수철이 장치된 질량체는 전자기 코일(30)과 정렬하는 영구 자석(28)을 포함하는 것이 바람직하며, EM 코일(30)에 공급되는 전기 구동 전류는 공명시 용수철이 장치된 질량체를 구동시킨다. 진동 제거력 발생기(20)는 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 포함한다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)은 명령 신호(38)를 수신하기 위한 명령 입력(36)을 가지며, 공명 작동기 전자 제어 시스템은 전기 구동 전류(i)를 생성하는 전력 증폭기(40)를 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)은 수신된 명령 신호(38)에 의하여 명령을 받으면 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 공명 작동기(24)에 전기 구동 전류를 제공하며, 공명 작동기는 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백 되는 피이드백 출력(44)을 가지며, 공명 작동기 전자 제어 시스템은 진동 제거력(22)을 발생시키기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력(44)에 기초하여 전기 구동 전류(i)를 조절한다. 공명 작동기(24)는 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 의 범위의 공명 작동기 고유 공명 진동수를 갖는 것이 바람직하다. 진동 제거력 발생기(20)는 바람직하기로는 제어 시스템 발생 구동 전류가 연장된 기간에 걸쳐 고유 진동수에서 노화 변화를 따를 수 있도록 공명 작동기 노화 고유 공명 진동수에 구동 전류를 조절하기 위하여 공명 작동기 피이드백 출력(44)의 이용에 의하여, 예컨대 시간의 경과에 따라 금속 만곡부의 노화 및 금속 만곡부 훼스너 및 고정구의 이완으로부터 연장된 작동 수명 프레임 상으로 공명 작동기 고유 공명 진동수 변화를 바꾸는 공명 작동기(24)의 노화에 적합시킬 수 있다. 공명 작동기(24)는 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)는 조금 감쇠된 공명 작동기가 바람직하다. 공명 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비(감쇠비는 특수 감쇠 계수 c/ 임계 감쇠 계수 cr가 바람직)를 갖는 조금 감쇠된 공명 작동기가 바람직하다. 진동 제거력 발생기(20)은 조금 감쇠된 질량 스프링 고도 공명 반응을 갖는 공명 작동기(24)를 이용하며, 작동기는 고도 공명 반응으로 인하여 공명시 구동된다. 명령 신호(38)는 아날로그 입력 전압이 바람직하며, 이는 명령 입력(36)에 의하여 수신되며, 가변 전압 입력 명령 신호는 진동 구조물(50)에서 원치 않는 진동력을 제거하기 위한 힘(22)을 생성하기 위하여 전자 제어 시스템(34)을 명령한다. 도4에 도시되어 있는 바와같이, 진동 제거력 발생기는 공명 작동기(24)를 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)에 분리 가능하게 연결시키기 위한 전기 연결기 인터페이스(52)를 포함하는 것이 바람직하다. 그와같은 전기 연결기 인터페이스는 피이드백 루프 연결기(52) 및 전기 구동 전류 연결기(52)를 포함하는 것이 바람직하며, 연결기 인터페이스(52)는 제어 시스템(34)과 작동기(24)의 상호 교환 및 공명 작동기(24)의 대체 및 교환을 제공한다. 공명 작동기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기로 부터 제어 시스템(34)으로 들어가는 전기 출력이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 작동기 전기 출력은 작동기 전기 출력으로부터 제어 시스템으로 직접 공급된다. 도1에 도시된 바와같은 바람직한 실시예에서, 피이드백 출력을 생성하기 위한 분리된 물리적 작동기 운동 센서가 이용되지 않으며, 전기 피이드백 출력(44)은 작동기 및 제어 시스템 구동 전류로부터 직접 온다. 공명 작 동기 전기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기를 통하는 전하 유동율(i)이 바람직하며, 작동기를 통하는 전류(i_act)는 제어 시스템으로 피이드백 되고, 작동기 구동 전류(i)는 최대 조작값으로 제어되고 제한된다. 제어 시스템은 공명시 형상 필터링의 필요없이 작동기를 구동시키기 위하여 구동 전류(i)를 제어함에 있어 전류(i_act) 피이드백(44)을 사용하는 것이 바람직하다. 하나의 실시예에서, 공명 작동기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기(24)를 통하는 전위차이며, 작동기를 가로지르는 전압(v_act)은 제어 시스템으로 피이드백 되고, 최대값으로 제어되고 제한된 작동기에서 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위한 작동기에 대한 정격 전압에 해당한다. 하나의 실시예에서 공명 작동기 피이드백 출력(44)은 공명 작동기를 통하는 전하 유동율(i_act) 및 공명 작동기를 통하는 전위차(v_act)이고, 전압 및 전류는 작동기(24)로 부터 피이드백 된다.The present invention includes a vehicle vibration removing system. The aircraft vehicle vibration elimination system includes a
본 발명은 헬리콥터 진동 제거 시스템을 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 상기 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하며, 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류는 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동하고, 상기 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하여 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method of manufacturing a helicopter vibration cancellation system. The method includes providing a resonance actuator having a natural resonance frequency. The method includes providing a resonance actuator electronic control system that provides an electrical drive current to drive the resonance actuator. The method includes coupling a resonator actuator with a resonator actuator electronic control system, wherein the resonator actuator electronic control system electrical drive current drives the resonator actuator for a natural resonant frequency, and the resonator actuator drives the electrical output to the resonator actuator electronic control system. By feedback, the resonance actuator electronic control system regulates the electrical drive current based on the resonance actuator electrical output.
본 발명은 헬리콥터에서 발생되는 진동을 제거하기 위한 헬리콥터 진동 제거 시스템을 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기(24)를 제공하고, 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함하며, 공명 작동기 전자 제어 시스템 전기 구동 전류는 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키고, 공명 작동기는 전기 출력(44)을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고, 공명 작동기 전자 제어 시스템이 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 공명 작동기(24)의 제공은 전자기적으로 구동되는 보이스 코일, 바람직하기로는 EM 코일(30)에 의하여 발생되는 전자기장을 조절함으로서 구동되는 용수철이 장치된 질량체(26)을 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하며, 용수철이 장치된 질량체는 EM 장에 의하여 끌어 당기어지고 반발되며, 작동기는 그의 고유 공명 진동수에서 공명한다. 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)이 제공은 명령 신호(38)를 수신하기 위한 명령 입력(36) 및 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류(i)를 제공하기 위한 전력 증폭기(40)를 갖는 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 명령 신호(38)는 아날로그 입력 전압이 바람직하고, 아날로그 가변 전압 입력 명령 신호는 파괴적으로 간섭하며 작동기(24)가 부착되는 구조물(50)에서 원치않는 진동력을 제거하는 진동 제거력(22)을 생성하도록 제어 시스템을 명령한다. 도1에 도시된 바와같은 바람직한 실시예에서, 작동기 전기 출력(44)은 바람직하기로는 피이드백 출력을 생성하기 위하여 분리된 물리적 작동기 센서가 요구됨이 없이 제어 시스템에 직접 피이 드백된다. 도4에 도시된 바와같은 다른 실시예에서, 공명 작동기 전기 출력(44)은 작동기 센서(54)로부터 작동기 센서 전기 출력을 포함한다. 이동하는 질량체(26)의 운동을 측정하는 운동 센서 같은 작동기 센서(54)는 작동기(24)의 물리적 운동 특성에 비례하여 작동기 센서 전기 출력(44)을 제공한다. 하나의 실시예에서, 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체에 장착되는 가속도계이다. 하나의 실시예에서 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체의 속도를 측정 및 감지하는 속도 센서이다. 하나의 실시예에서, 작동기 센서(54)는 작동기 구동 용수철이 장치된 질량체의 변위 및 위치를 측정 및 감지하는 변위 센서이다. 공명 작동기(24)의 제공은 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 범위의 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)의 제공은 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비를 갖는 조금 감쇠된 공명 작동기이다(감쇠비 = 특수 감쇠 계수 c/ 임계 감쇠 계수 cr). 작동기(24)는 조금 감쇠된 질량체 스프링 시스템의 고도의 공명 반응을 갖는 것이 바람직하다. 하나의 실시예에서, 방법은 바람직하기로는 피이드백 출력 루프 연결기(52) 및 전기 구동 전류 연결기(52)를 포함하여 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)에 공명 작동기(24)를 분리 가능하게 연결하기 위한 전기 연결기 인터페이스(52)를 제공하는 것을 포함하며, 연결기 인터페이스의 분리 및 결합이 작동기(24)와 제어 시스 템(34)의 교체, 및 제어 시스템(34)에 의하여 구동되는 작동기(24)의 대체 및 교환을 위해 사용된다. 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통하여 전하 유동율을 피이드백 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 작동기(24)를 통하여 전류(i)는 가장 바람직하기로는 작동기(24)를 구동시키는데 사용되는 형상 필터링 없이 최대 작동값으로 제어되고 한정된 구동 전류를 갖는 (i_act)로서 제어 시스템으로 피이드백 된다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통하여 전위차를 피이드백 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. (v_act)로서 제어 시스템에 피이드백된 작동기를 가로지른 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위해 작동기(24)에 대한 정격 전압에 해당하는 최대값으로 제어되고 제한된다. 하나의 실시예에서 전기 피이드백(44)의 피이드백은 공명 작동기를 통한 전하 유동율 및 공명 작동기를 통한 전위차를 피이드백하는 것을 포함하는 것이 바람직하며, 전압 및 전류는 작동기로부터 피이드백한다.The present invention includes a method of manufacturing a helicopter vibration removal system for removing vibrations generated in a helicopter. The method provides a
본 발명은 헬리콥터 진동을 제어하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 헬리콥터에 공명 작동기를 장착하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키는 것을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다.The present invention includes a method for controlling helicopter vibrations. The method includes providing a resonance actuator having a natural resonance frequency. This method involves mounting a resonator actuator in the helicopter. The method includes providing a resonance actuator electronic control system for providing an electrical drive current to drive the resonance actuator. The method includes coupling a resonance actuator with a resonance actuator electronic control system. The method includes driving the resonator actuator for the natural resonance frequency, which feeds back the electrical output to the resonator actuator electronic control system and adjusts the electrical drive current based on the resonator actuator electrical output.
본 발명은 헬리콥터 진동을 제어하는 방법을 포함한다. 이 방법은 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기(24)를 제공하고, 헬리콥터의 진동 구조물(50)에 공명 작동기를 장착하고, 공명 작동기를 구동시키기 위하여 전기 구동 전류를 제공하기 위한 공명 작동기 전자 제어 시스템(34)을 제공하고, 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템과 연결시키고, 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 이 방법은 고유 공명 진동수에 대하여 공명 작동기를 구동시키는 것을 포함하며, 공명 작동기는 전기 출력을 공명 작동기 전자 제어 시스템으로 피이드백하고 공명 작동기 전기 출력에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 공명 작동기(24)의 제공은 15 ~ 40 Hz, 바람직하기로는 15 ~ 30 Hz, 보다 바람직하기로는 18 ~ 26 Hz 범위의 고유 공명 진동수를 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기(24)의 제공은 4% 이하의 임계 감쇠, 바람직하기로는 2% 이하의 임계 감쇠의 감쇠 수준을 갖는 공명 작동기를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 조금 감쇠된 공명 작동기(24)는 0.5 이하의 유효 감쇠비(감쇠비 = 특수 감쇠 계수 c/ 임계 감쇠 계수 cr)을 갖는 것이 바람직하며, 작동기는 조금 감쇠된 질량체 스프링 시스템의 고도의 공명 반응을 갖는다. 이 방법은 공명 작동기를 공명 작동기 전자 제어 시스템에 분리 가능하게 연결시키기 위하여 전기 연결기 인터페이스(52)를 제공하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 공명 작동기 전기 출력(44)은 공명 작동기를 통한 전위차가 바람직하며, 작동기를 가로지른 전압은 제어 시스템으로 피이드백되고, 최대값으로 제어되고 제한된 전압은 공명시 작동기의 최대 조작 변위를 위해 작동기에 대한 정격 전압에 해당한다. 공명 작동기 전기 출력(44)은 공명 작동기를 통한 전하 유동율이 바람직하다. 공명 작동기 전기 출력은 공명 작동기를 통한 전하 유동율 및 공명 작동기를 통한 전위차가 바람직하다. 하나의 실시예에서 공명 작동기 전기 출력은 작동기 센서 전기 출력이다.The present invention includes a method of controlling helicopter vibrations. The method provides a
본 발명은 성형 필터를 사용함이 없이 힘 성형을 제공하기 위하여 증폭기의 전류 루프의 조정을 이용하며(그와 같은 조정은 공명으로부터 떨어져 빈번히 작동기에 전달되는 최대 전류 및 전력을 제한한다), 공명시 이동하는 질량체 변위를 피로 한계 이하로 유지한다. 증폭기는 공명 진동수에 가까운 전압 제어 증폭기 및 공명으로부터 떨어진 전류 제어 증폭기 처럼 행동한다. 작동기 전압은 공명에 근접하여 만곡부 변위에 비례하기 때문에, 공명에 근접하여 작동기 전압의 제한은 작동기가 오버드라이브 하는 것을 방지한다. 증폭기의 트랜스 콘덕턴스 딥(dip)의 크기는 공명 진동수로부터 떨어져 전류 및 전력을 제한하기 위하여 공명시 변위 및 증폭기의 통과 밴드 이득을 제한하기 위하여 조정된다. 본 발명은 공명 진동수에서 시스템이 변화에 적응되게 한다. 본 발명에 의하여, 설치된 작동기로부터 자료가 요구되지 않으며, 성형 필터가 시스템에 요구되지 않는다. 본 발명에 의하여 작동기는 전자 제어 시스템에 어떠한 변경 및/또는 조절을 함이 없이 변경, 교환, 수선, 및/또는 대체될 수 있다.The present invention utilizes the adjustment of the current loop of the amplifier to provide force shaping without the use of shaping filters (such adjustments limit the maximum current and power delivered frequently to the actuator away from resonance), and shift on resonance. Keep the mass displacement below the fatigue limit. The amplifier behaves like a voltage controlled amplifier close to the resonance frequency and a current controlled amplifier away from the resonance. Since the actuator voltage is proportional to the curve displacement near the resonance, the limitation of the actuator voltage near the resonance prevents the actuator from overdrive. The magnitude of the transconductance dip of the amplifier is adjusted to limit the displacement and resonance bandpass gain at resonance to limit the current and power away from the resonance frequency. The present invention allows the system to adapt to changes in resonance frequency. According to the invention, no data is required from the installed actuators and no shaping filter is required for the system. By means of the present invention the actuator can be changed, exchanged, repaired and / or replaced without making any changes and / or adjustments to the electronic control system.
도6은 진동 제어 작동기 시스템의 개략도이다. 작동기 시스템은 하기 방정식을 사용함으로서 설계될 수 있다.6 is a schematic diagram of a vibration control actuator system. The actuator system can be designed by using the following equation.
도7은 LUICU의 전류 루프의 개략도를 나타낸 것이다. 도면에 도시된 다섯개의 이득(g1 ~ g5)은 소망하는 성능을 달성하기 위하여 최적화 되는 것이 바람직하다. 루프 최적화에 의하여, 제어 설계에서 최적화를 위하여 다섯개의 매개 변수가 있다.7 shows a schematic of the current loop of the LUICU. The five gains g 1 to g 5 shown in the figure are preferably optimized to achieve the desired performance. By loop optimization, there are five parameters for optimization in the control design.
입력 이득(g1)Input gain (g 1 )
보상기 이득(g2, g3, g4)Compensator Gain (g 2 , g 3 , g 4 )
피이드백 루프 이득(g5)Feedback loop gain (g 5 )
바람직하기로는 루프 최적화에 대하여 고려할 사항이 두개가 있다.Preferably there are two considerations for loop optimization.
1) 시스템은 물리적 한계를 초과해서는 안된다.1) The system must not exceed physical limits.
2) 시스템은 충분한 안정성 여유를 가져야만 한다.2) The system must have sufficient stability margin.
이들 이득은 결합된 최적화 연구 및 안정성 분석을 통하여 설계되는 것이 바람직하며, 다수의 비용 함수는 최적화를 위하여 사용될 수 있으며, 이들은 여기에 나타낸 실시예 및 비교에 의하여 상이한 해결책이 있게 된다.These gains are preferably designed through combined optimization studies and stability analyses, and many cost functions can be used for optimization, which lead to different solutions by the examples and comparisons presented herein.
상기 식에서, Imax 및 Pmax 는 각각 최대 허용 전류 및 전력이고, In the above formula, Imax and Pmax are the maximum allowable current and power, respectively,
Freq 는 소망되는 힘이다.Freq is the desired force.
간편성 및 증명의 목적으로, 두개의 이득(g1 및 g5) 이 최적화되고, 하기 값이 사용된다.For simplicity and proof purposes, two gains (g 1 And g 5 ) are optimized and the following values are used.
하기 표는 세개의 비용 함수에 대한 최적 이득을 나타낸 것이다. 시스템은 13kg의 이동하는 질량체에 대하여 최적화된다.The table below shows the optimal gains for the three cost functions. The system is optimized for a moving mass of 13 kg.
도8 ~ 도17의 도표는 방법/시스템의 성능을 나타낸 것이다. 설치 및 실험실 시험에 있어서 루프 변화는 LUICU 증폭기 카드에서 수행되었고, 시스템은 시험되었다. 시험을 위하여 하기 값이 사용되었다.8-17 show the performance of the method / system. Loop changes for installation and laboratory tests were performed on the LUICU amplifier card and the system was tested. The following values were used for the test.
g1 = 0.295, g2 = 50, g3 = 2※pi※2.4, g4 = 2※pi※354, g5 = 0.1245 ; 시험은 14.2의 작동기 질량체 및 21.72의 공명에 대하여 행하여졌으며, 최적화는 13의 질량체에 대하여 행하여 졌으며, 시험은 시스템 성능이 설계 명세서 내에 있음을 증명해 주었다. 질량체 추정은 힘이 아닌 공명 가속도를 조정하였기 때문에 힘을 한정하는 것이 중요하다.g 1 = 0.295, g 2 = 50, g 3 = 2 ※ pi ※ 2.4, g 4 = 2 * pi * 354, g 5 = 0.1245; Tests were made on actuator masses of 14.2 and resonances of 21.72, optimizations were made on masses of 13, and the test demonstrated that system performance was within the design specification. It is important to limit the force because the mass estimates adjust the resonance acceleration, not the force.
본 발명은 본 발명의 범위 및 정신을 일탈함이 없이 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.It will be appreciated that the invention can be modified in various ways without departing from the scope and spirit of the invention.
Claims (50)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020067024577A KR20070022703A (en) | 2004-06-10 | 2005-06-10 | A method and system for controlling helicopter vibrations |
Applications Claiming Priority (2)
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| US60/578,645 | 2004-06-10 | ||
| KR1020067024577A KR20070022703A (en) | 2004-06-10 | 2005-06-10 | A method and system for controlling helicopter vibrations |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| KR1020067024577A KR20070022703A (en) | 2004-06-10 | 2005-06-10 | A method and system for controlling helicopter vibrations |
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2005
- 2005-06-10 KR KR1020067024577A patent/KR20070022703A/en active Search and Examination
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| AMND | Amendment | ||
| B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20130329 Effective date: 20130731 |