KR20150107769A - 능동적 진동 제어 힘, 속도 및 진동 모니터링 및 제어를 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 청구 대상은 속도 보호 모니터가 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도를 모니터하기 위하여 입력들로서 인덱스 펄스들을 수신하도록 구성되는, 능동 진동 제어 시스템 속도 모니터링 및 제어를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 회전식 액추에이터 제어 시스템은 속도 보호 모니터 및 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하게 연결될 수 있고, 회전식 액추에이터 제어 시스템은, 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들이 원하지 않은 속도들에서 동작하는 것으로 결정되면, 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도를 정지하거나 조절하도록 구성된다.

Description

능동적 진동 제어 힘, 속도 및 진동 모니터링 및 제어를 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법{DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR ACTIVE VIBRATION CONTROL FORCE, SPEED AND VIBRATION MONITORING AND CONTROL}
[0001] 본 출원은 2013년 1월 18일 출원된 미국 예비 특허 출원 일련 번호 61/754,163의 우선권을 주장하고, 상기 미국 예비 특허 출원의 개시는 그 전체가 본원에 인용에 의해 포함된다.
[0002] 본원에 개시된 청구 대상은 일반적으로 능동적 진동 제어 시스템 힘 크기, 속도 및 진동 모니터링 및 제어에 관한 것이다.
[0003] 고정익(fixed wing) 또는 회전익(rotary wing) 항공기 같은 운송수단(vehicle)들에서 직면되는 공통 문제는 회전하는 머신들의 불균형 힘들에 의해 운송수단 프레임에 유도되는 원하지 않는 진동 힘들이다. 이들 원하지 않는 진동들을 처리하기 위하여 개발된 하나의 방법은 특정 불균형 매스(mass)들을 갖춘 모터들을 스피닝(spinning)함으로써 제어된 진동 소거 힘들을 발생하는 것이다. 이들 모터들, 또는 회전식 액추에이터들은, 원하는 진동 소거 효과가 생성되도록 불균형 반력(reaction force)들을 생성하기 위하여 진동 주파수들과 동기하여 동작하도록 제어된다. 회전식 액추에이터들은, 전자 제어 시스템의 고장들에 의해 소거 힘들이 의도되지 않은 주파수 또는 올바르지 않은 크기 또는 위상으로 운송수단 구조를 뒤흔들게 하는 것이 가능하기 때문에, 안전 염려들을 가질 수 있다. 그런 잘못된 회전하는 힘들은 진동을 증가시킬 수 있고(예를 들어, 운송수단의 공진들을 여기 시킴으로써), 제한들을 벗어나게 하고, 불안전한 동작 조건들, 구조적 손상 또는 심지어 파국적인 손실을 초래한다.
[0004] 전자 제어 시스템이 회전식 액추에이터들에게 금지된(원하지 않는) 크기, 위상 또는 주파수들의 힘들을 생성하게 커맨딩할 가능성 및 이들 주파수들에서 여기되는 운송수단 구조의 임계 안전성 영향들은 비행 임계(flight critical), 또는 레벨 A, 제어 시스템의 등급에 부과하도록 결합된다. 비행 임계 등급(flight critical classification)은 원하지 않는 힘 크기, 위상, 속도 및/또는 진동 조건을 검출할 능력 및 조건이 몇몇 시간 기간 또는 사이클들의 수 내에서 명확하지 않으면 회전하는 힘들을 디스에이블할 권한을 가진 독립적 모니터링 시스템에 대한 필요를 요구한다. 레벨 C 조건은 안전 여유들 또는 기능 능력들의 상당한 감소, 승무원 업무량 또는 승무원 효율성을 손상시키는 조건들의 상당한 증가, 및/또는 승객들에 대한 일부 불편을 만들어낸다.
[0005] 본 개시에 따라, 능동적 진동 제어 시스템 힘, 속도, 및/또는 진동 모니터링 및 제어를 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일 양상에서, 능동적 진동 제어 시스템 힘, 속도, 및/또는 진동 모니터링 및 제어를 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도 및 힘을 모니터하기 위하여 입력들로서 인덱스 펄스(index pulse)들을 수신하도록 구성된 보호 모니터를 포함한다. 가속도계들은, 시스템이 힘 발생기 및/또는 항공기 구조의 높은 진동에 대해 보호하도록 진동을 모니터하고 데이터를 제어기에 제공하기 위하여 사용된다. 회전식 액추에이터 제어 시스템은 힘, 속도, 및/또는 진동 보호 모니터 및 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하게 연결되고, 회전식 액추에이터 제어 시스템은, 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들이 원하지 않는 힘들, 속도들 및/또는 진동을 포함하는 원하지 않는 조건들에서 동작하는 것으로 결정되면, 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도 또는 힘을 셧 다운(shut down)하거나 조절하도록 구성된다.
[0006] 다른 양상에서, 능동적 진동 제어 시스템 힘, 속도 및/또는 진동 모니터링 및 제어를 위한 방법이 제공된다. 방법은 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도 및 힘을 모니터하기 위하여 보호 모니터에 대한 입력들로서 인덱스 펄스들을 수신하는 것을 포함한다. 인덱스 펄스들은 하나 또는 그 초과의 기준 값들과 비교될 수 있고, 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들은, 만약 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들이 원하지 않는 힘들, 속도들 및/또는 진동을 포함하는 원하지 않는 조건들에서 동작하는 것으로 결정되면, 셧 다운되거나 자신의 속도 또는 힘이 조절될 수 있다. 가속도계들은 힘 발생기 및/또는 항공기 구조의 높은 진동에 대해 보호하도록 사용된다.
[0007] 본원에 개시된 청구 대상의 양상들 중 일부가 위에 언급되었고, 현재 개시된 청구 대상에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 달성되지만, 다른 양상들은 아래에 가장 잘 설명된 바와 같이 첨부 도면들과 관련하여 취해져 설명이 진행될 때 명백하게 될 것이다.
[0008] 도 1a 및 도 1b는 현재 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 능동적 진동 제어 시스템 힘, 속도 및 진동 모니터링 및 제어 시스템의 블록도를 예시한다.
[0009] 도 2-도 5는 현재 개시된 청구 대상의 다양한 실시예들에 따른 대안적인 능동적인 진동 제어 시스템 힘, 속도, 및 진동 모니터링 및 제어 시스템들의 블록도들을 예시한다.
[0010] 도 6a 및 도 6b는 현재 개시된 청구 대상의 실시예들에 따른 하드웨어-전용 능동적 진동 제어 시스템 속도 모니터링 및 제어 시스템들의 블록도들을 예시한다.
[0011] 도 6c는 현재 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 하드웨어-전용 능동적 진동 제어 시스템 속도 모니터링 및 제어 시스템의 로직(logic)에 대한 진리 표를 예시한다.
[0012] 도 7은 회전식 액추에이터들이 현재 개시된 청구 대상의 실시예에 따라 동작할 수 있는 대역 내 및 대역 외 범위들을 예시하는 그래프이다.
[0013] 도 8은 현재 개시된 청구 대상의 실시예에 따른 단순화된 속도 모니터링 방법의 구조를 예시하는 그래프이다.
[0014] 도 9는 제어 가능한 크기 및 위상을 가진 서큘러 힘(circular force)을 생성하기 위하여 두 개의 동시 회전하는 불균형 회전자들을 가진 힘 발생기를 사용한 힘 발생을 예시하고, 이에 의해 CFG가 제공된다.
[0015] 청구 대상의 다수의 목적들 및 장점들은 바람직한 실시예들의 다음 상세한 설명이 그런 실시예들을 예시하는 도면들과 함께 판독될 때 명백하게 될 것이다.
[0016] 본 청구 대상은 능동적 진동 제어 시스템 힘, 속도 및 진동 모니터링 및 제어를 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법들을 제공한다. 본원의 청구 대상의 가능한 양상들 또는 실시예들에 대해 상세히 참조가 이루어질 것이고, 그 중 하나 또는 그 초과의 예들이 도면들에 도시된다. 각각의 예는 제한으로서가 아닌, 청구 대상을 설명하기 위하여 제공된다. 실제로, 일 실시예의 부분으로서 예시되거나 설명된 피처(feature)들은 다른 실시예에서 또 다른 실시예를 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 본원에 개시되고 구상된 청구 대상이 그런 수정들 및 변형들을 커버하는 것이 의도된다.
[0017] 상기 논의된 바와 같이, 서큘러 힘 발생기(CFG)에 대한 전자 제어 시스템의 비행 임계 등급은 권한이 허가되지 않은(원하지 않는) 힘, 속도 및/또는 진동 조건들을 검출할 능력 및 조건이 몇몇 시간 기간 또는 사이클들의 수 내에서 명확하지 않으면 회전하는 힘들을 디스에이블하기 위한 권한(요구)을 가진 독립적인 모니터링 시스템에 대한 필요를 요구한다. 본원에 사용된 바와 같이, 금하고 있는, 허가되지 않은, 금지된 또는 원하지 않는 조건들은 안전성에 관련된 동작 또는 성능 제한들을 초과하는 조건들이다. 비-제한적 예는, 디바이스의 동작이 안전하지 않은 비행 조건을 생성하도록 디바이스가 동작 제한을 초과할 때이다.
[0018] 도 1a-도 6b는 본원의 다양한 실시예들의 다수의 공통 엘리먼트들을 가진다. 그들 공통 엘리먼트들은 해당 특정 도면을 위하여 제공된 대안적인 설명이 없다면 보다 이전에 설명된 기능성들을 포함하도록 의도된다.
[0019] 도 1a 및 도 1b는 회전하는 액추에이터 제어 시스템에서 독립적 힘, 속도 및 진동 모니터의 두 개의 가능한 실시예들에 대한 블록도들을 예시한다. 이들 실시예들에서, 독립적 힘, 속도, 및 진동 모니터는 일반적으로 100으로 지정된 CFG 내에 포함된다. 도시된 바와 같이, CFG(100)는 전력 컨디셔닝 회로 엘리먼트들(110), 회전식 액추에이터 제어 블록(130), 및 하나 또는 그 초과의 회전식 액추에이터들(120)(예를 들어, 불균형 매스들의 회전을 구동하는 모터들)의 동작을 모니터 및 제어하도록 함께 구성된 독립적 모니터링 시스템(150)을 포함한다.
[0020] 회전식 액추에이터 제어 블록(130), 또는 모터 제어 블록은 레벨 C 시스템을 나타낸다. 회전식 액추에이터 제어 블록(130)은 디지털 신호 프로세서(DSP) 제어기(132), 회전식 액추에이터 드라이브 회로(134), 적어도 하나의 가속도계 및 임의의 주 속도 센서들(136)을 포함한다. 예시된 바와 같이, 회전식 액추에이터 제어 블록(130)은 CAN 통신 및 이산 조건을 더 포함한다. CAN 통신은 AVCS 제어기로부터 힘 커맨드들 및 주파수 정보를 수신한다. 디지털 인터페이스를 걸쳐, 제어기 및 CFG들은 또한 CFG 속도, 실제 힘, CFG 상태에 관련된 정보를 전송할 수 있다. 이산 조건은 다수의 CFG들이 존재하는 상황에서 CAN 버스 상의 CFG 위치를 식별하기 위하여 AVCS 제어기에 의해 사용된다. 회전식 액추에이터 제어 블록(130)은 중앙 제어기(CC)에 전송하기 위하여 CFG 상태를 수신한다.
[0021] DSP 제어기(132)는 회전식 액추에이터 드라이브 회로(134)와 전자 통신한다. 모터 전원(입력) 및 저전압 전원들은 회전식 액추에이터 드라이브 회로(134)를 통해 전기 전력을 제공한다. 예시된 바와 같이 모터 전력은 적어도 두 개의 채널들에서 액추에이터(120)에 통신된다.
[0022] 적어도 하나의 센서를 사용하여, 주 감지 속도는 주 속도 센서들(136)에 의해 모터당 적어도 3회 샘플링된다. 예시된 바와 같이, 3상 무브러시 DC 모터가 사용되어, 모터들을 정류(commutate)(드라이브)하기 위여 모터들에 장착된 적어도 3개의 독립적 주 속도 센서들(136)을 요구한다. 주 속도 센서들(136)은 액추에이터(120) 및 액추에이터(120) 상의 모터들과 전자 통신한다. 주 속도 센서들(136)은 또한 DSP 제어기(132)와 전자 통신한다.
[0023] 레벨 C 커맨드 및 레벨 A 모니터의 결합은 함께 레벨 A 시스템을 포함한다. 예시된 실시예에서, 독립적 모니터링 시스템(150), 또는 독립적 보호 블록과 회전식 액추에이터 제어 블록(130)의 결합은 레벨 A 시스템을 나타낸다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 독립적 모니터링 시스템(150)은 적어도 인덱스 센서들 A 및 B, 디지털 프로세싱 집적 회로(152), 보조 속도 센서(154), 스위치(156a), 병렬 스위치(156b)를 포함한다. 부가적으로, 독립적 모니터링 시스템(150)은 비-휘발성 메모리(NVMEM), 이벤트 타이머, 스위치 드라이버, 적어도 하나의 가속도계, 언더속도(underspeed)/오버속도(overspeed) 모니터 회로들 A 및 B(언더/오버 모니터 회로), 및 PBIT(Power-Up Built-In Test) 언더/오버 (OS) 타이머를 포함한다. 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 상기 디지털 프로세싱 집적 회로(152)와 DSP 제어기(132) 사이에서 입력/출력 신호 프로세싱(IOSP) 상태를 수신 및 전송한다. 또한, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 커맨드 또는 중앙 제어기로부터 힘 커맨드들을 수신한다. 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 힘 커맨드들을 실제 힘과 비교한다.
[0024] 액추에이터(120) 및 액추에이터(120) 상의 모터들로부터 인덱스 감지는 보조 속도 센서(154)에 전자적으로 통신된다. 액추에이터(120) 및 액추에이터(120) 상의 모터들과 연관된 1-N 인덱스 센서들이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(120) 및 액추에이터(120) 상의 모터들과 연관된 3개의 인덱스 센서들이 있다. 다른 실시예에서 액추에이터(120) 및 액추에이터(120) 상의 모터들과 연관된 두 개의 인덱스 센서들이 있다. 다른 실시예에서, 4개의 인덱스(속도) 센서들(4개의 속도 센서들 또는 인코더는 힘을 추정하기 위하여 사용됨)이 있다. 인덱스 센서 및 보조 속도 센서(154)는 언더속도/오버속도 모니터 회로들 A 및 B와 전자 통신한다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이, 인덱스 센서 A는 언더속도/오버속도 모니터 회로 A와 전자 통신하고, 인덱스 센서 B는 언더속도/오버속도 모니터 회로 B와 전자 통신한다.
[0025] NVMEM은 언더속도/오버속도 모니터 회로들 A 및 B, PBIT OS 타이머, 및 DSP 제어기(132)의 IOSP 상태로부터의 전자 입력을 수신한다.
[0026] 도 1a에 예시된 실시예에서, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 적어도 하나의 가속도계, 인덱스 센서들 A 및 B, CFG로의 힘 커맨드, DSP 제어기(132)로부터의 IOSP 상태, 및 이벤트 타이머로부터의 입력을 가진 언더속도/오버속도 모니터 회로들 A 및 B(언더/오버 모니터 회로) 및 상기 회로들 A 및 B 상의 PBIT 타이머를 보유한다. 도 1b에 예시된 실시예에서, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 언더속도/오버속도 모니터 회로들 A 및 B(언더/오버 모니터 회로), PBIT 타이머, 적어도 하나의 가속도계, 인덱스 센서들 A 및 B, CFG로의 힘 커맨드, DSP 제어기(132)로부터의 IOSP 상태, 및 이벤트 타이머로부터 입력을 수신한다.
[0027] 도 1a 및 도 1b에 도시된 독립적 모니터링 시스템(150)은 적어도 인덱스 센서들 A 및 B, 디지털 프로세싱 집적 회로(152), 보조 속도 센서(154), 스위치(156a), 병렬 스위치(156b)를 포함한다. 부가적으로, 독립적 모니터링 시스템(150)은 비-휘발성 메모리(NVMEM), 이벤트 타이머, 스위치 드라이버, 적어도 하나의 가속도계, 언더속도/오버속도 모니터 회로들 A 및 B(언더/오버 모니터 회로), 및 PBIT 타이머를 포함한다.
[0028] 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 힘, 속도 및 진동 모니터링 시스템(150)에 대한 독립적 형태는 회전식 액추에이터들(120)로부터 전용 인덱스 감지 펄스들(또한 본원에서 인덱스 펄스들이라 불림)뿐 아니라 이들 인덱스 펄스들을 수신하기 위한 하나 또는 그 초과의 보조 속도 센서(154)를 사용함으로써 회전식 액추에이터들의 힘 및/또는 속도를 모니터하도록 입력들로서 내부 가속도계들로부터의 입력들을 취한다. 인덱스 펄스들은 또한 임베딩된(embed) 스트레인 게이지들 같은 임베딩된 센서들로부터 올 수 있다.
[0029] 이런 비-제한적 예에서, 보조 속도 센서(154)는 회전식 액추에이터들(120)의 개별 액추에이터의 각각의 1 회전시 펄스를 발생시키는 회전식 액추에이터당 하나의 홀-효과 센서를 포함한다. 그런 보조 속도 센서(154)는 회전식 액추에이터들(120)의 정상 피드백-기반 제어의 부분으로서 회전식 액추에이터들(120)의 동작을 모니터하기 위하여 일반적으로 사용되는 임의의 주 속도 센서들(136)(예를 들어, 회전식 액추에이터 당 3개의 홀-효과 센서들)과 무관할 수 있다. 인덱스 펄스들은 모니터링 시스템(150)에 직접(즉, 유선) 연결될 수 있거나, 무선으로 전송될 수 있다. 일단 모니터링 시스템(150)에 의해 수신되면, 인덱스 펄스들은 바람직하게 디지털 프로세싱 집적 회로(152)에서 프로세싱된다. 디지털 프로세싱 집적 회로(152)의 비-제한적 예는 CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array), 마이크로프로세서, 또는 유사한 디지털 프로세싱 집적 회로들을 포함한다. 힘은 바람직하게 디지털 프로세싱 집적 회로(152) 내부에서 속도로부터 계산된다.
[0030] 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는, 회전식 액추에이터들(120) 중 하나 또는 그 초과가 원하지 않는 속도들 같은 원하지 않는 조건들에서 동작하는 것으로 결정되면 회전식 액추에이터 힘들, 속도들 및 진동을 모니터하고, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 회전식 액추에이터 드라이브 회로(134)로부터의 전력을 연결해제함으로써 회전식 액추에이터들(120)을 정지한다. 원하지 않는 속도들은 CFG(100) 및 CFG(100) 내부의 임의의 컴포넌트들을 손상시킬 수 있는 회전식 액추에이터들(120)의 속도들이다. 대안적으로, 회전식 액추에이터들(120)에 대한 전력을 중단하기보다, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 회전식 액추에이터 속도들 또는 힘들이 허용 가능한 제한들 내에 있게 조절하도록 구성될 수 있다.
[0031] 전력이 완전히 연결해제된 경우, 전력은 직렬 스위치(156a) 및/또는 병렬 스위치(156b) 중 하나 또는 둘 다를 통하여 접지로 연결해제될 수 있다. 직렬/병렬 스위치 결합은 스위치 결함 모드들, 즉 결함 단락 및 결함 개방 조건들을 갖는 문제를 처리한다. 결함 단락 및 결함 개방 모드들 둘 다는 양자 모두의 스위치들 및 단지 다수의 결함에 대해 검출가능하고, 즉 직렬 결함 단락 및 병렬 결함 개방은 모니터링 시스템(150)의 동작이 디스에이블되게 한다. 직렬/병렬 결합은, 직렬 스위치(156a) 및 병렬 스위치(156b) 둘 다가 간단한 전압 비교기 및 타이머에 의해 시스템 파워-업(power-up)이 테스트 되도록 제공한다. 만약 전력 버스가 특정 시간 기간 내에서 요구되는 전압에 도달하지 못하면, 직렬 스위치(156a)는 개방 결함일 수 있고 및/또는 병렬 스위치(156b)는 단락 결함일 수 있다. 버스 전압이 특정 시간 기간 내에서 강하(come down)하지 못하면, 직렬 스위치(156a)는 단락 결함일 수 있고 및/또는 병렬 스위치(156b)는 개방 결함일 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 힘 및 속도 모니터링 시스템은 파워 업 조건(예를 들어, PBIT)에서 완전히 테스트 가능하다. 회전식 액추에이터(120)에 대한 보조 속도 센서(154)는 또한, 회전식 액추에이터(120)가 정상 동작으로 릴리즈(release)되기 전에 몇몇 힘 또는 속도 조건에서 테스트될 수 있다.
[0032] 예시된 바와 같이, 전력 컨디셔닝 회로 엘리먼트들(110)은 입력 전력 컨디셔닝 회로 엘리먼트들(110)을 나타낸다. 도 1a 및 도 1b의 시스템들은 전용 인쇄 회로 기판상에 독립적 모니터로서 모니터링 시스템(150)을 도시한다. 이런 특정 구현은 전자 패키징 정보일 것으로 이해될 수 있고, 당업자들은, 다른 패키징 어레인지먼트들이 가능하다는 것을 인식할 것이다.
[0033] 예시된 바와 같이 전력 컨디셔닝 회로 엘리먼트들(110)은 AVCS 전력을 수신하고 저전압 전원들, IOSP 전원 및 모터 전원(입력)을 전송한다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 전력은 전기 전력이고 컴포넌트가 동작을 위하여 전기적으로 요구하는 임의의 형태일 수 있다. 예를 들어, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, AVCS 전력은 전기 전력의 임의의 형태일 수 있고 28 Vdc로 컨버팅될 수 있는 입력 전력이다. 이 예를 계속하여, AVCS 전력은 28 Vdc, 115 Vac, 120 Vac, 200 Vac 또는 270 Vdc일 수 있다. 전력이 28 Vdc에 있지 않을 때, 전력은 정류기(도시되지 않음)를 통하여 전력을 루팅(routing)함으로써 DC 전압으로 컨버팅된다. 정류된 DC 전압은 28 Vdc일 수 있거나 28 Vdc보다 높을 수 있다. 여전히 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 모터 전원(출력)은 전력을 CFG로 제공하고 28 Vdc 또는 270 Vdc를 요구할 수 있다.
[0034] 비록 상기 설명이 도 1a 및 도 1b에 도시된 힘, 속도 및 진동 모니터링 및 제어 구성을 참조하여 제공되지만, 위에 논의된 원리들은 다수의 대안적인 실시예들에 적용 가능하다. 예를 들어, 도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들로 구성된 것과 유사한 독립적 힘, 속도 및 진동 모니터에 대한 다른 실시예를 도시하지만, 레벨 A 독립적 모니터링 시스템(150)이 CFG(100)에 부가된다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들과 마찬가지로, 이 실시예는 소스에서의 언더속도 또는 오버속도를 처리하여, 기존 제어기 및 CFG 소프트웨어에 대해 최소 변화들이 요구된다.
[0035] 도 2에 예시된 실시예는 독립적 모니터링 시스템(150)에 대한 독립적 전원(153)을 포함한다. 도 1a 및 도 1b와 동일하게 구성된 직렬 및 병렬 스위치들(156a 및 156b)에 더하여, 모니터링 시스템(150)은 회전식 액추에이터 제어 블록(130) 상의 DSP 제어기(132)에 대한 전력 공급을 중단하는 별개의 스위치들의 세트(예를 들어, 두 개의 스위치들(158a 및 158b))를 포함한다. 이런 방식으로, CFG(100)의 동작은 DSP 제어기(132)로의 전력을 중단함으로써, 회전식 액추에이터 드라이브 회로들(134)에 대한 전력을 직접 중단하여 중지되거나, 양쪽 전원들이 중복 제어로서 연결해제될 수 있다. 부가적으로, 이 실시예의 변형에서, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)는 프로세서 또는 FPGA를 포함할 필요가 없다. 이 실시예에서, 비행 중인 환경(예를 들어, DO-178 또는 DO-254)에서 신뢰성 있게 수행할 소프트웨어의 능력의 어떠한 증명도 요구되지 않는다. 부가적으로, 당업자들은, 이 시스템이 가속도계를 디지털 프로세싱 집적 회로(152)에 부가함으로써 높은 진동을 처리하도록 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
[0036] 도 3에 도시된 대안적인 실시예는 도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들의 다른 변형이다. 도 3에서, CFG(102)가 개시되고 독립적 속도 모니터링 시스템을 자신의 내부에 포함하지 않는다. 오히려, 중앙 제어기(200)는 높은 진동 및 언더속도/오버속도를 모니터하도록 구성되고, 만약 고장이 검출되면 CFG(102)로의 전력을 셧 다운한다. 예를 들어, 중앙 제어기(200)는 힘, 속도, 또는 진동 고장을 항공기에 통신하도록 구성되어, 이는 비행 승무원에게 표시될 수 있다. 대안적으로, 하나 또는 그 초과의 가속도계들(210)은 중앙 제어기(200)와 전자 통신한다. 이 통신은 유선 어레인지먼트 또는 무선 구성 방식일 수 있다. 어느 하나의 구성에서, 중앙 제어기는 CFG(102)로의 전력을 중단하거나(예를 들어, 전력 컨디셔닝 회로 엘리먼트들(110)로의 전력의 연결해제함으로써) 또는 허용 가능하거나 원해진 제한들 내에 있도록 회전식 액추에이터 속도들을 조절하도록 구성된다.
[0037] 이 실시예에서, 기존 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 약간의 작은 변화들이 요구된다. 결과적으로, 이 실시예는 레벨 A에서 결함 모드들(N/Rev에서 언더속도/오버속도 및 올바르지 않은 힘)을 성공적으로 처리하고 모든 능동적 진동 제어 시스템들에 이용 가능하기 때문에 항공기 통합(즉, 부가되는 박스들이 없거나 필요한 공간이 없음)에 적절하다.
[0038] 또한 도 3에는 선택적 힘 센서들의 연결을 위한 대안적인 실시예가 예시된다. 이 대안적인 실시예에서 중앙 제어기(200)는 CFG(102)로부터 직접 속도 센서 정보를 수신하지 않는다. 대안적인 힘 센서들은 힘 정보를 대역 통과 필터에 공급한다. 예시된 바와 같이, 대역 통과 필터는 중앙 제어기(200) 내에 포지셔닝된다. 그러나, 대역 통과 필터는 힘 센서들과 중앙 제어기(200) 사이 어디에나 포지셔닝될 수 있다. 대역 통과 필터는 중앙 제어기(200)에 속도 데이터를 제공하기 위하여 힘 입력을 컨버팅한다.
[0039] 도 4에 도시된 다른 대안적인 실시예에서, 별개의 레벨 A 모니터(160)를 포함하는 CFG(102)에 대한 독립적 속도 모니터에 대한 다른 구성이 제공된다. 이 실시예에서, 레벨 A 모니터(160)는, 높은 진동 및/또는 언더속도/오버속도를 모니터하고 고장이 검출되면 CFG(102)로의 전력을 정지하도록 구성된다. 높은 진동을 모니터링하는 하나의 비-제한적 예는 하나 또는 그 초과의 가속도계들(210)로부터의 입력들을 통하여 행해진 모니터링이다. 도 4에 도시된 별개의 레벨 A 모니터(160)는 회전식 액추에이터(120)의 속도를 직접 감지할 수 있다. 이 실시예는 또한 센서들 및 I/O를 CFG 제어 시스템에 부가한다.
[0040] 이 실시예는 레벨 A에서 다수의 결함 모드들(예를 들어, N/Rev에서 언더속도/오버속도 및 올바르지 않음 힘)을 성공적으로 처리한다. 게다가, 이 실시예에서 별개의 레벨 A 모니터(160)는 CFG(102) 및 중앙 제어기(200)와 무관하게 생성될 수 있다. 부가적으로, 이 실시예는 레벨 A 요건이 있는 시스템들에서만 선택적으로 구현될 수 있다. 예시된 바와 같이, 별개의 레벨 A 모니터(160)는 레벨 A 모니터로서 사용하기 위하여 구성된 제 2 중앙 제어기를 포함하여, 레벨 A 모니터(160)에 소프트웨어를 적응시키는 것이 요구된다. 그런 별개의 모니터는 또한, 다수의 다른 애플리케이션들에 이용 가능하다.
[0041] 도 5를 참조하여, 다른 대안적인 실시예가 도시되고, 여기서 별개의 레벨 A 모니터(160)는 높은 진동(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 가속도계들(210)로부터의 입력들을 통해) 및/또는 언더속도/오버속도를 모니터하고 고장이 식별되면 CFG(102)로의 전력을 셧 다운하도록 구성된다. 이 실시예에서 별개의 레벨 A 모니터(160)는 중앙 제어기(200)와 전자 통신하고 CFG(102)에 독립적으로 연결되지 않는다.
[0042] 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 검출 및 반응을 제공하기 위한 하드웨어-전용 해결책을 위한 다른 대안적인 실시예가 제공된다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 모니터링은 홀 효과 센서들보다 오히려 회전식 액추에이터 드라이브 회로들(134)에 의해 회전식 액추에이터(120)에 제공된 드라이브 전류 주파수(F)에 기초한다. 도 6a에 예시된 인에이블 드라이브 엘리먼트는 회전식 액추에이터 드라이브 회로들(134)에 의해 보유되는 것으로 도시된다.
[0043] 이 실시예에서, DSP 제어기(132)는 PBIT(power-up built-in test)를 위한 주파수 출력을 발행한다. 도 6b에는 또한 동작 동안 주기적으로 수행되는 CBIT(continuous built-in test)를 포함한다. 드라이브 전류 주파수(F)는 컨디셔닝되고 대응하는 드라이브 전압(V)으로 컨버팅되어, 언더속도/오버속도 및/또는 진동 동작 조건들에 대응하는 하나 또는 그 초과의 기준 전압들에 비교된다. 도 6a는 드라이브 전류 주파수(F)를 대응하는 드라이브 전압(V)으로 컨버팅하도록 구성된 테스트 회로(180)의 비-제한적 예를 예시한다. 드라이브 전압(V)은 언더속도/오버속도 동작 조건에 대응하는 단일 셧다운 기준 전압에 비교된다. 테스트 회로(180)의 출력이, 드라이브 전류 주파수(F)가 허용 가능한 제한들 외측에 있다는 것을 표시하면, 회전식 액추에이터(120)로의 전력은 연결해제된다. 예를 들어, 테스트 회로(180)는 회전식 액추에이터 드라이브(134) 회로들 또는 단지 회전식 액추에이터 드라이브 회로들(134)의 인에이블 핀으로의 전력을 완전히 셧 다운하도록 구성된다.
[0044] 도 6b를 참조하여, 하드웨어-전용을 위한 테스트 회로(185a)의 다른 실시예는 언더속도/오버속도, 및 진동을 검출하기 위한 부가적인 로직을 포함하도록 구성된다. 오버속도 기준 전압(Vref)에 대해 드라이브 전압(V)을 비교하는 것에 더하여, 드라이브 전압은 또한, 회전식 액추에이터(120)가 언더속도 조건에서 동작되고 있는지를 결정하기 위하여 두 개의 기준 전압들에 대해 비교되고; 첫째, 드라이브 전압(V)은, 회전식 액추에이터(120)가 동작중인 것을 체크하기 위하여 인에이블 전압(Venable)에 비교되고, 드라이브 전압(V)은 추가로 언더속도 기준 전압(Vund)에 대해 비교된다. 드라이브 전압(V)이 동작 중임에도 불구하고 허용 가능한 값 아래에 있다는 것이 결정되면, 회전식 액추에이터들(120)로의 전력은 연결해제되거나, DSP 제어기(132)는 허용 가능한 제한들 내에 있게 회전식 액추에이터 속도들을 조절하도록 구성된다.
[0045] 오버-진동에 대해 테스트하기 위하여, 하나 또는 그 초과의 가속도계들(210) 중 적어도 하나로부터의 신호는 오버-진동 기준 전압(Vvib)에 비교되는 대응하는 가속도계 전압(Vacc)으로 컨버팅된다. 하나 또는 그 초과의 가속도계들(210)로부터의 신호가 허용 가능하지 않은 진동 레벨에 대응하는 것이 검출되면, 회전식 액추에이터들(120)로의 전력이 연결해제되거나, DSP 제어기(132)는 허용 가능하거나 원하는 제한들 내에 있게 회전식 액추에이터 속도들을 조절하도록 구성된다. 도 6c에 도시된 로직 표에 따라, 이들 비교들 모두는, 회전식 액추에이터(120)의 동작이 디스에이블될 필요가 있는지 적어도 수정될 필요가 있는지를 결정하기 위하여 동시에 이루어진다.
[0046] 도 6a 또는 도 6b에 도시된 구성들 중 어느 하나에서(또는 유사한 하드웨어-전용 테스팅 구성들에서), 테스트 회로는 회전식 액추에이터 드라이브 로직으로부터 분리(예를 들어, DSP 제어기(132)로부터 분리됨)될 수 있다. 비-제한적 예는 회전식 액추에이터 드라이브 출력 기판상에 상주하는 테스트 회로를 가진다.
[0047] 동일한 실시예가 둘 또는 그 초과의 회전식 액추에이터들(120)에 대해 적응될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 6b는 테스트 회로(185a)(예를 들어, 오버-진동 검출시)가 게이팅될 수 있는 제 2 회전식 액추에이터 로직 블록(185b)을 도시한다. 임의의 실시예에서, 하드웨어-전용 모니터링 및 제어 시스템은 고장 로직을 저전압으로 유지하고 회전식 액추에이터 드라이브 로직으로부터 분리하고, 따라서 입력 전력을 복잡하게 하지 않는다. 이 실시예는 254 증명을 위하여 임의의 복잡한 디바이스들을 요구하지 않고, 모든 조건들에서 BIT(built-in test)를 위해 제공한다. BIT는 계층 A 시스템들에 대한 중요 기능이다. 레벨 A 시스템들은 오랜 시간 기간 동안 발견되지 않은 어떠한 잠복해 있는 고장들도 없음을 요구한다. 허용 가능한 레벨 A에서 BIT는 PBIT(파워 업(power up)), CBIT(연속적(continous)), 또는 IBIT(개시된 BIT)일 수 있다.
[0048] 독립적, 힘, 속도, 및 진동 모니터링 시스템에 대한 특정 실시예에 무관하게, CFG 제어 시스템을 위한 비행 임계(즉, 레벨 A) 지정은 품질 보장, 증명, 및 검증 체제를 겪어야 한다. 검증 효과들을 최소화하기 위하여, 본 청구 대상은 간단하고 모든 구성들에 적용 가능한 것인 독립적 모니터링 방법을 더 포함할 수 있다.
[0049] 도 7은 "대역 내" 및 "대역 외" 빈(bin)"들 사이에서 복잡한 방식으로 분할된 시스템 동작 주파수 스펙트럼을 예시한다. 이들 "대역 내" 및 "대역 외" 빈들은 모니터링 방법을 달성하기 어렵게 한다. 도 7에서 상이한 대역폭 '빈'들은 회전식 액추에이터들이 동작하는 주파수 스펙트럼 내에서 정의된다. 각각의 빈은 빈과 함께 다수의 경계 조건들을 측정하기 위한 요건을 가진다. 속도가 "올바르지 않은" 주파수 존에 있을 때, 모니터는 사이클들의 수를 카운트한다. 카운터는 정상 동작 주파수 존에 있지만 보다 느린 레이트일 때 카운트 다운된다(예를 들어, 25 사이클들 당 카운트다운 1 카운트). 카운터는 단위가 전력 사이클일 때 리셋된다. 카운터가 최대 사이클 제한을 초과하면, 올바르지 않은 주파수 고장이 트리거되고, 대응하는 CFG는 선택적으로 셧 다운된다. 올바르지 않은 주파수 존들 및 사이클 제한은 상이한 헬리콥터들에 대해 조정된다. 예를 들어, 주파수 존들은 1 Hz 분해능으로 지정될 수 있고, 사이클 카운트 제한은 1 내지 1024로 지정될 수 있다.
[0050] 도 7을 다시 참조하여, 액추에이터 모터가 빈 0으로서 정의된 대역폭 내에서 동작하면, 회전식 액추에이터가 해당 대역폭(예를 들어, 5Hz 초과 및 12Hz 미만)에 대응하는 주파수들의 범위 내에서 동작하는 것을 보장하기 위하여 측정이 이루어진다. 다수의 병렬 속도 임계치 검출기들이 동시에 동작되면, 다수의 임계치 검출기 출력들은 제 2 프로세스에 의해 모니터되고, 검증 프로세스는 제 2 프로세스를 통해 2N 경로들을 평가하기 위하여 필요에 의해 부과되고, 여기서 N은 병렬 검출기들의 수이다. 각각의 임계치, 즉 수치 속도 벡터들을 정의하기 위하여 요구된 자원들에 더하여, 그런 평가들은 시스템에 추가 복잡성을 부과한다. 검증 복잡성 부담은, 전용 검출기들이 사용되는지 또는 단일 검출기가 복잡한 빈 비교 함수와 함께 사용되는지에 따라 급증한다. 이 문제는 다수의 회전식 액추에이터들이 단일 모니터링 시스템에 의해 모니터링되어야 하면 추가로 조성되고, 이는 2×2N만큼의 테스트 벡터 급증을 초래한다.
[0051] 빈 경계 검출 로직을 단순화하고 어떻게 전체 동작 주파수 대역폭이 허용 가능한 동작 주파수 대역들과 원하지 않는 동작 주파수 대역들로 분할되는지를 단순화하는 것이 바람직하다. 그런 방법은 쉽게 증명 가능하고, 시스템이 관리하기 위하여 요구된 논리적 자원들 및 주파수 정의 벡터들을 최소화하고, 개발 비용들을 절약한다. 이런 단순화된 방법은 로직의 재검증 및 증명에 대한 필요를 부과하지 않고 시스템 동작 주파수에 걸쳐 상이한 빈 정의들을 사용하여 다수의 애플리케이션들에 쉽게 적응 가능하다.
[0052] 도 8은 그런 단순화된 속도 모니터링 방법의 구조를 정의하는 플롯(plot)을 제공한다. 플롯은 운송수단의 동작 주파수 범위를 임의의 수의 주파수 빈들로 분할한다. 편리성과 단순성 때문에, 빈들의 수는 2N의 형태로 정의된다. 2N 빈들의 각각은, 빈이 원하지 않는 동작 주파수 범위를 나타내는지 허용 가능한 동작 주파수 범위를 나타내는지를 지정하는 이진수, 즉 1 또는 0을 자신과 연관하였다. 주파수 빈들과 연관된 이진수들은 2N 깊은 ROM(Read Only Memory)에 저장되거나, 디지털 프로세싱 집적 회로(152) 상 2N GPIO(General Purpose Input Output) 핀들을 스트랩핑(strapping)하는 핀에 의해 정의된다. 후자의 방법, 즉 GPIO를 통하여 벡터를 스트랩핑하는 핀은, 디지털 프로세싱 집적 회로(152)가 로직의 재증명 없이 다수의 생산 애플리케이션들에 적용되도록 허용하는 장점을 가진다.
[0053] 도 8에 표시된 방법은 다음과 같이 정의된다. 시스템에서 각각의 회전하는 액추에이터와 전용 주파수 검출기가 연관된다. 주파수 검출기는 연이은 회전식 액추에이터 인덱스 펄스들 사이의 기준 오실레이터 사이클들을 카운팅함으로써 회전하는 액추에이터의 주파수를 측정하는 이진 디지털 카운터를 포함한다. 시스템의 빈들은 이진 카운터의 최상위 비트들에 대응한다. 예를 들어, 이진 카운터가 15개의 비트 카운터이면, 카운터의 최상위 3 비트들은 시스템의 "금지된" 및 "허용 가능한" 동작 주파수 범위들을 정의하기 위하여 8 주파수 빈들과 연관할 수 있다. 기준 오실레이터 주파수는 도 8의 주파수 빈 경계들이 적절한(convenient) 수들에 속하도록 선택된다. 예를 들어, 32.768kHz의 기준 오실레이터 주파수가 선택되면(즉, 215 Hz), 시스템의 동작 주파수 대역폭은, 빈 경계들이 시스템에게 적절한 주파수 값들에 속하도록 2N 빈들로 분할된다. 하나의 비-제한적 예에서, 만약 N=3이면, 시스템의 동작 대역폭은 다음 표 1에 정의된 바와 같은 경계들을 가진 8 빈들(즉, 2N=8)로 분할된다.
Figure pct00001
[0054] 빈 경계들이 시스템의 보다 높은 주파수들에 대응하는 보다 낮은 빈 수들에서 코스(coarse)화 되지만, 검출기는 증가하는 N에 의해 시스템에 대한 거의 임의의 분해능까지 쉽게 스케일 업(scale up)되고, 이때 시스템에 대한 복잡성 증가 측면에서 효과가 거의 없거나 없다. 시스템에서 "대역 내" 및 "대역 외" 동작 주파수들을 분해하기 위한 능력이 N과 오실레이터 주파수의 함수인 것이 명백해야 한다.
[0055] 인덱스 펄스들은 각각의 회전자에 대한 속도 및 위상 포지션의 추정을 제공하기 위하여 사용되고, 그 다음 힘을 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 방정식 (1)은 하나의 회전자의 힘을 계산하는 방법을 예시한다.
F = mrω2cos(ωt + φ) 방정식 (1)
방정식 1에서 m은 불균형 매스이고, r은 반경이고, ω는 회전 속도이고, t는 시간이고 φ는 매스의 회전 위상 포지션이다.
[0056] 도 9는 2개의 회전자들의 힘 출력을 계산하기 위한 방식을 예시한다(CFG). 도 9에서 CFG 내의 제 2 불균형 매스에 관하여 CFG 내의 제 1 불균형 매스의 위상(φ)(즉, 상대적 위상)은 결과적인 회전하는 힘 벡터의 크기를 결정한다. CFG의 불균형 매스들의 전체-힘 경우와 제로-힘 경우의 결과적 힘은 도 9에 예시된다. 제로-힘 경우에 상대적 위상(φ2-φ1)은 180도이고 결과적인 힘 회전 벡터는 제로의 크기를 가진다. 전체-힘 경우에, 상대적 위상(φ2-φ1)은 0도이고 결과적인 회전하는 힘 벡터는 2|F|의 최대 크기를 가진다. 0도와 180도 사이의 상대적 위상들(φ2-φ1)에 대해, 결과적인 회전하는 힘 벡터의 크기는 제로와 최대치 사이에 있을 것이다. 회전하는 힘 벡터의 집단 위상(γ)은 CFG들 사이에서 페이징(phasing)을 제공하기 위하여 가변될 수 있다. CFG에서 각각의 불균형 매스의 위상(φ)의 제어를 통해 CFG에 의해 생성된 회전하는 힘 벡터의 크기 및 절대 위상이 제어될 수 있다.
[0057] 본 청구 대상은 본 청구 대상의 사상 및 필수적인 특성들로부터 벗어남이 없이 다른 형태들로 실현될 수 있다. 그러므로, 설명된 실시예들은 모든 측면에서 제한이 아닌 예시로서 고려될 것이다. 비록 본 청구 대상이 특정 바람직한 실시예들의 측면에서 설명되었지만, 당업자들에게 명백한 다른 실시예들은 또한 본 청구 대상의 범위 내에 있다.

Claims (37)

  1. 하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템(AVCS: active vibration control system)으로서,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 동작 조건들을 모니터하기 위한 입력들을 수신하도록 구성된 보호 모니터; 및
    상기 보호 모니터 및 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하는 회전식 액추에이터 제어 시스템(rotary actuator control system)
    을 포함하고,
    상기 회전식 액추에이터 제어 시스템은, 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들이 원하지 않는 조건들에서 동작하는 것으로 결정되면 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 동작 조건들을 셧 다운(shut down)하거나 조절하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 전용 인쇄 회로 기판상에 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전용 인쇄 회로 기판은 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 같은 곳에 배치되는(co-located),
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력들은 인덱스 펄스들을 더 포함하고, 상기 보호 모니터 내의 상기 인덱스 펄스들은 속도를 검출하기 위하여 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 언더속도(underspeed) 및 오버속도(overspeed) 동작 조건을 검출하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력들은 인덱스 펄스들을 더 포함하고, 상기 보호 모니터는 힘을 추정하기 위하여 상기 인덱스 펄스들을 사용할 수 있는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 부적당한 힘 및 과도한 힘 동작 조건을 검출하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 진동을 검출하기 위해 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 힘 발생기들의 각각과 연관된 적어도 하나의 가속도계를 더 포함하고, 상기 가속도계들은 상기 보호 모니터에 입력을 제공하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 속도 및 진동에 대해 제공되고, 상기 보호 모니터는 힘을 추정할 수 있는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 측정된 진동 또는 측정된 힘에 기초하여 검출된 동작 조건을 사용하여 상기 힘 발생기의 속도를 추정하기 위하여 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 상기 회전식 액추에이터 제어 시스템과 통신하는 중앙 제어기에 통합되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 중앙 제어기에 부착된 별개의 레벨 A 모니터로서 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    인덱스 펄스들은 유선 센서 또는 무선 센서 중 하나에 의해 상기 보호 모니터에 제공되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    인덱스 펄스들은 상기 보호 모니터에만 제공되는 전용 인덱스 펄스들을 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    인덱스 펄스들은 힘 또는 속도 측정 중 하나 또는 그 초과를 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하는 하나 또는 그 초과의 홀-효과 센서들로부터 상기 인덱스 펄스들을 수신하도록 구성되고, 상기 인덱스 펄스들은 회전식 액추에이터 속도 데이터를 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 하나 또는 그 초과의 가속도계들로부터 인덱스 펄스들을 수신하도록 구성되고, 상기 인덱스 펄스들은 진동 데이터를 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 회전식 액추에이터 제어 시스템은, 상기 하나 또는 그 초과의 가속도계들로부터의 인덱스 펄스들에 대응하는 전압이 원하지 않는 속도들에서 동작하는 상기 하나 또는 그 초과의 발생기들과 연관된 하나 또는 그 초과의 기준 전압들을 초과하면, 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들을 셧 다운하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    인덱스 펄스들은 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들에 제공된 드라이브 전류(drive current)를 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 회전식 액추에이터 제어 시스템은, 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들에 제공된 드라이브 전류에 대응하는 전압이 원하지 않는 속도들에서 동작하는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 연관된 하나 또는 그 초과의 기준 전압들을 초과하면 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들을 셧 다운하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전식 액추에이터 제어 시스템은 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 회전식 액추에이터 제어 증폭기들로부터의 전력을 연결해제함으로써 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들을 셧 다운하도록 구성되는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 회전식 액추에이터 제어 증폭기들로부터 전력을 연결해제하는 것은 직렬 스위치 및 병렬 스위치 중 하나 또는 둘 다를 접지로 동작시키는 것을 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전식 작동기 제어 시스템은,
    상기 보호 모니터와 통신하는 디지털 신호 프로세서(DSP) 제어기; 및
    상기 디지털 신호 프로세서 및 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하는 하나 또는 그 초과의 회전식 액추에이터 드라이브들
    을 포함하는,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기 모니터링 및 제어를 위한 능동적 진동 제어 시스템.
  26. 능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법으로서,
    하나 또는 그 초과의 힘 발생기들을 모니터하기 위하여 보호 모니터에 대한 입력들을 수신하는 단계;
    상기 입력들을 하나 또는 그 초과의 값들에 비교하는 단계; 및
    상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들이 원하지 않는 조건에서 동작하는 것으로 결정되면 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들을 셧 다운하거나 조절하는 단계
    를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 보호 모니터는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 통신하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 보호 모니터에 의해 수신된 입력들 중 적어도 하나는 인덱스 펄스들을 포함하고, 상기 인덱스 펄스들을 수신하는 단계는 상기 보호 모니터에만 제공되는 전용 인덱스 펄스들을 수신하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 인덱스 펄스들을 수신하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들에 제공된 드라이브 전류를 수신하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 인덱스 펄스들을 하나 또는 그 초과의 기준 값들에 비교하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들에 제공된 드라이브 전류에 대응하는 전압을, 원하지 않는 조건들에서 동작하는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들과 연관된 하나 또는 그 초과의 기준 전압들에 비교하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 속도들을 셧 다운 또는 조절하는 단계는 상기 하나 또는 그 초과의 힘 발생기들의 회전식 액추에이터 제어 증폭기들로부터 전력을 연결해제하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 인덱스 펄스들을 수신하는 단계는 전용 주파수 검출기에서 상기 인덱스 펄스들을 수신하는 단계를 포함하고; 그리고
    상기 인덱스 펄스들을 하나 또는 그 초과의 기준 값들에 비교하는 단계는, 회전하는 액추에이터의 주파수를 측정하는 단계 및 상기 주파수가 허용 가능한 동작 주파수 범위를 나타내는 복수의 주파수 빈(bin)들 중 하나 내에 속하는지를 결정하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 보호 모니터에 의해 수신된 입력들 중 적어도 하나는 인덱스 펄스들을 포함하고, 상기 보호 모니터는 힘을 추정하기 위하여 상기 인덱스 펄스들을 사용할 수 있는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 전용 주파수 검출기는 이진 디지털 카운터를 포함하고; 그리고
    회전하는 액추에이터의 주파수를 측정하는 단계는 연이은 회전식 액추에이터 인덱스 펄스들 사이의 기준 오실레이터 사이클들을 카운팅하는 단계를 포함하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  35. 제 26 항에 있어서,
    상기 보호 모니터에 의해 수신된 입력들 중 적어도 하나는 인덱스 펄스들을 포함하고, 상기 보호 모니터는 힘을 추정하기 위하여 상기 인덱스 펄스들을 사용할 수 있는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 보호 모니터에 대한 입력은 힘, 속도, 또는 진동 측정치 중 하나 또는 그 초과를 포함하고, 상기 인덱스 펄스들은 상기 힘 발생기들의 속도를 모니터링하고 상기 힘 발생기들의 각각과 연관된 힘을 추정하기 위하여 제공되고, 가속도계는 상기 힘 발생기들의 진동을 결정하기 위하여 상기 보호 모니터에 대한 입력을 제공하는,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
  37. 제 26 항에 있어서,
    상기 원하지 않는 조건들은 힘, 속도, 진동 및 이들의 결합들로 이루어진,
    능동적 진동 제어 시스템(AVCS) 모니터링 및 제어를 위한 방법.
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