KR20160009393A - Ship superstructure using a dynamic actuator for vibration reduction apparatus and method - Google Patents

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KR20160009393A KR1020140089888A KR20140089888A KR20160009393A KR 20160009393 A KR20160009393 A KR 20160009393A KR 1020140089888 A KR1020140089888 A KR 1020140089888A KR 20140089888 A KR20140089888 A KR 20140089888A KR 20160009393 A KR20160009393 A KR 20160009393A
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Abstract

The present invention relates to a vibration reducing apparatus of a ship superstructure using a dynamic actuator and a method thereof, which can secure comfort of crewmen by minimizing vibration generated at a place (for example, ship superstructure) where the crewmen stay for a long time in the ship. The vibration reducing apparatus of the present invention comprises: a vibration measurement unit which measures multi-direction vibration delivered to a vibration control target; a control unit which extracts amplitude and phase of vibration of each direction measured by the vibration measurement unit, and outputs a vibration cancelling signal having the same amplitude of an opposite direction to the extracted amplitude and the extracted phase of the vibration; and a vibration cancelling unit which cancels the generated vibration by vibrating the vibration control target along an opposite direction according to the vibration cancelling signal output from the control unit. The vibration reducing apparatus removes the generated vibration, by vibrating the vibration control target with the same amplitude as the generated vibration in the opposite direction to the generated vibration, after measuring the vibration in a vertical direction, a length direction and a width direction generated by an external excitation force.

Description

다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치 및 그 방법{Ship superstructure using a dynamic actuator for vibration reduction apparatus and method}Technical Field [0001] The present invention relates to a vibration damping device for a ship, which uses a dynamic actuator,

본 발명은 다이내믹 액추에이터(dynamic actuator)를 이용한 선박 거주구 진동 저감에 관한 것으로서, 특히 선박에서 선원들이 장시간 머무르는 장소(예를 들어, 선박 거주구)에서 발생하는 진동을 최소화하여 선원들의 안락성을 확보할 수 있도록 한 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치 및 그 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to vibration damping of a ship using a dynamic actuator, and in particular, to minimize the vibration generated at a place where a crew is staying for a long time (for example, a ship dwelling) And more particularly, to a vibration damping device for a ship dwell using a dynamic actuator and a method thereof.

선박은 상하진동, 수평진동, 비틈 진동 외에 추진축 계와 추진기관에 의한 진동이 복합적으로 작용한다. 특히, 선박은 고유한 진동 특성이 있으며, 추진기관으로부터 발생하는 기진력(Excitation force , 起振力)에 의해 가진 된다. 선박을 가진시키는 기진력의 주파수와 선박의 고유진동수가 근접 또는 일치할 경우에는 공진으로 인한 과도진동이 발생하게 된다.In addition to vertical and horizontal vibrations, horizontal vibrations, and torsional vibrations, the ship also has a combination of vibration caused by the propulsion shaft system and the propulsion machinery. In particular, ships have inherent vibration characteristics and are excited by the excitation force generated from the propulsion machinery. If the frequency of the exciting force applied to the ship is close to or equal to the natural frequency of the ship, transient vibration due to resonance will occur.

아울러 선박의 거주구역은 선원들의 업무 및 휴식을 위한 공간이며, 진동의 영향이 최소화되어야 선원들이 편안하고 쾌적한 환경에서 생활할 수 있다. 이러한 쾌적한 환경을 위해, 선박에서는 진동을 감소하기 위한 다양한 방법이 이용되며, 진동을 흡수하는 동흡진기가 그것이다.In addition, the residence area of the ship is a space for the work and rest of the crew, and the influence of the vibration must be minimized so that the crew can live in a comfortable and pleasant environment. For such a pleasant environment, various methods for reducing vibration are used in a ship, and a dynamic damper for absorbing vibration is used.

동흡진기는 기계 및 구조물 등의 진동체에 작은 스프링-질량 시스템을 부착하여 대신 진동함으로써, 대상 물체의 진동을 줄이는 장치이다. 일반적으로 동흡진기는 특정 주파수에 대한 진동을 감소시킨다. 거주구역의 국부 구조물에 공진으로 인한 과도진동이 발생할 경우, 동흡진기를 설치하여 거주구역의 진동을 감소시키게 된다.The dynamic damper is a device for reducing vibration of a target object by attaching a small spring-mass system to a vibrating body such as a machine or a structure and vibrating instead. In general, the dynamic damper reduces vibration to a specific frequency. In the event of excessive vibration due to resonance in the local structure of the residential area, the dynamic damper is installed to reduce the vibration of the residential area.

동흡진기를 이용하여 진동을 감소시키는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2009-0016948호(2009.2.18. 공개) 및 <특허문헌 2> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2004-0049095호(2004.06.11. 공개)에 개시된다.Conventional techniques for reducing vibration using a dynamic damper are disclosed in Patent Document 1, Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2009-0016948 (2009.2.18. Published), and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10 -2004-0049095 (published on Jun. 11, 2004).

개시된 <특허문헌 1>은 설치용 브래킷을 구비하는 차량용 가변 동흡진기를 구성함에 있어서, 고무에 열선을 설치하고, 열선을 히터 유닛에 접속하여 고무를 가열함으로써 주파수를 조절할 수 있도록 한다. 따라서 엔진 기진력에 따라 공진이 발생하는 주파수에 정확히 맞추어 진동 및 소음을 저감하는 효과를 기대한다.Patent Document 1 discloses a variable dynamic absorber for a vehicle having a mounting bracket, in which a heating wire is provided to rubber, a heating wire is connected to a heater unit, and the rubber is heated to adjust the frequency. Therefore, it is expected that the vibration and noise will be reduced in accordance with the frequency at which the resonance occurs according to the engine power.

아울러 개시된 <특허문헌 2>는 동흡진기 체결용 플레이트, 플레이트의 상부 및 저부에 설치되어 눌림 변위에 따라 Ks값이 변하는 비선형 고무, 상기 고무의 상부 및 저부에 각각 설치된 질량 부재, 상기 플레이트, 고무 및 질량 부재를 일체로 체결하는 체결 부재를 포함한다. 시험의 편의성이 향상되고 개발기간이 단축되며 원가절감을 이루는 효과를 기대한다.
Patent Document 2 discloses a non-linear rubber which is provided on an upper portion and a lower portion of a plate for clamping the damper, a non-linear rubber having a Ks value changed according to the displacement, a mass member provided on the upper and lower portions of the rubber, And a fastening member for fastening the mass member integrally. It is expected that the convenience of the test will be improved, the development period will be shortened, and the cost will be reduced.

대한민국 공개특허 공개번호 10-2009-0016948호(2009.2.18. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2009-0016948 (published on February 18, 2009) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2004-0049095호(2004.06.11. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2004-0049095 (published on Jun. 11, 2004)

그러나 상기와 같은 종래기술은 공진 주파수 대역이 다수 존재할 경우에는 해당 주파수에서 공진할 수 있는 동흡진기를 다수 설치해야하는 데, 거주구역에는 공간이 충분하지 않기 때문에 동흡진기를 다수 설치하는 것에 무리가 있어, 최적의 진동 감소가 어려운 단점이 있었다.However, when there are a plurality of resonance frequency bands, there is a problem in that a large number of dynamic dampers capable of resonating at the frequency are required. However, since there is not enough room in the dwelling area, There is a disadvantage that optimal vibration reduction is difficult.

또한, 종래의 기술들은 특정의 공진 주파수에만 대응하도록 구현되어, 선박 운항시 엔진 회전수(RPM)의 변화로 인한 공진 주파수 변화에 대응할 수 없는 단점도 있었다.
In addition, the conventional techniques are implemented so as to correspond only to a specific resonance frequency, which is disadvantageous in that it can not cope with a change in the resonance frequency due to a change in engine speed (RPM) during ship operation.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선박에서 선원들이 장시간 머무르는 장소(예를 들어, 선박 거주구)에서 발생하는 진동을 최소화하여 선원들의 안락성을 확보할 수 있도록 한 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and it is an object of the present invention to minimize the vibration generated at a place where a crew is staying for a long time (for example, And to provide a vibration damping apparatus for a ship dwelling using the dynamic actuator and a method thereof.

본 발명의 다른 목적은 선박 거주구를 유동적인(Floating) 구조로 구현하고, 발생한 진동과 반대방향으로 동일한(발생한 진동의 위상 및 크기와 동일한 위상 및 크기) 진동을 발생하여 진동을 상쇄시킬 수 있도록 한 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a ship structure that is capable of realizing a floating structure and capable of canceling vibrations by generating the same vibration (phase and magnitude same as the phase and magnitude of generated vibration) A vibration damping device for a ship dwell using a dynamic actuator, and a method therefor.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치는 갑판실의 상부에 설치되어 다방향의 진동을 측정하는 진동 측정수단; 상기 진동 측정수단에서 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호를 출력하는 제어수단; 상기 제어수단에서 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 진동 상쇄수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vibration damping apparatus for a ship dwelling using the dynamic actuator according to the present invention comprises vibration measuring means installed on an upper part of a deckhouse to measure vibrations in multiple directions. Control means for extracting vibration magnitude and phase in each direction measured by the vibration measurement means and outputting a vibration cancellation signal having the same magnitude in the opposite direction to the extracted vibration magnitude and phase; And vibration canceling means for canceling vibration generated by vibrating the vibration control object in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the vibration cancel signal outputted from the control means.

상기에서 진동 측정수단은 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향, 길이 방향 및 폭 방향의 진동을 측정하는 것을 특징으로 한다.The vibration measuring means measures vibrations in the vertical direction, the longitudinal direction and the width direction generated by the external excitation force.

상기에서 진동 측정수단은 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향의 진동을 측정하는 제1진동측정센서; 상기 외부 기진력에 의해 발생하는 길이 방향의 진동을 측정하는 제2진동측정센서; 외부 기진력에 의해 발생하는 폭 방향의 진동을 측정하는 제3진동측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vibration measuring means may include a first vibration measuring sensor for measuring a vibration in a vertical direction generated by an external excitation force; A second vibration measurement sensor for measuring vibration in the longitudinal direction generated by the external vibration force; And a third vibration measurement sensor for measuring a vibration in the width direction generated by an external vibration force.

상기에서 제어수단은 상기 진동 측정수단에서 측정한 측정신호로부터 진동 크기 및 위상을 추출하는 파라미터 추출부; 상기 파라미터 추출부에서 추출한 진동크기 및 위상을 인식하는 진동 인식부; 상기 진동 인식부의 제어에 따라 상기 추출한 진동 크기와 크기가 동일하고 위상이 반대인 진동 상쇄신호를 발생하는 진동 상쇄신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The control unit may include: a parameter extracting unit that extracts a vibration magnitude and a phase from the measurement signal measured by the vibration measuring unit; A vibration recognition unit for recognizing the vibration magnitude and phase extracted by the parameter extraction unit; And a vibration cancellation signal generator for generating a vibration cancellation signal having the same magnitude and phase as the extracted vibration magnitude under the control of the vibration recognition unit.

상기에서 진동 상쇄신호 발생부는 수직 방향 진동을 위한 수직진동 상쇄신호를 발생하는 제1진동 상쇄신호 발생기; 길이 방향 진동을 위한 길이진동 상쇄신호를 발생하는 제2진동 상쇄신호 발생기; 폭 방향의 진동을 위한 폭 진동 상쇄신호를 발생하는 제3진동 상쇄신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vibration cancellation signal generator may include a first vibration cancellation signal generator for generating a vertical vibration cancellation signal for vertical vibration; A second vibration canceling signal generator for generating a length vibration canceling signal for longitudinal vibration; And a third vibration cancel signal generator for generating a width vibration cancel signal for vibration in the width direction.

상기에서 진동 상쇄수단은 폭 방향으로 진동을 발생하는 폭 보강재; 상기 폭 보강재 상부에 설치되어 수직 방향으로 진동을 발생하는 수직방향 보강재; 상기 수직방향 보강재 상부에 설치되어 길이 방향으로 진동으로 발생하며, 진동 제어 대상을 안착시키는 길이방향 보강재; 상기 폭 보강재와 수직방향 보강재 및 길이방향 보강재를 발생한 진동 반대방향으로 진동시키기 위한 다이내믹 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the vibration cancellation means includes a width reinforcing member that generates vibration in the width direction; A vertical stiffener installed on the width stiffener to generate vibration in a vertical direction; A longitudinal stiffener provided on the vertical stiffener to generate vibration in the longitudinal direction and to seat the vibration control object; And a dynamic actuator for vibrating the width stiffener, the vertical stiffener and the longitudinal stiffener in a direction opposite to the generated vibration.

상기에서 다이내믹 액추에이터는 상기 제어수단에서 발생한 진동 상쇄신호의 크기에 대응하게 유체 량을 가변하는 펌프; 상기 펌프에 의해 공급되는 유체를 임시 저장하거나 맥동 발생시 이를 제거해주는 어큐뮬레이터; 상기 펌프 또는 어큐뮬레이터에서 공급되는 유체로 피스톤 로드를 전후진 동작시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the dynamic actuator includes a pump for varying a fluid amount corresponding to a magnitude of a vibration cancel signal generated by the control means; An accumulator for temporarily storing the fluid supplied by the pump or removing the fluid when the pump is generated; And a cylinder for moving the piston rod back and forth with fluid supplied from the pump or the accumulator.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법은 (a) 진동 제어 대상이 설치된 선실 각 방향의 진동을 측정하는 단계; (b) 상기 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호로 출력하는 단계; (c) 상기 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration damping method for a ship dwelling using dynamic actuators, comprising the steps of: (a) measuring vibrations in an angular direction of a cabin in which a vibration control object is installed; (b) extracting a vibration magnitude and a phase in the measured directions, and outputting the vibration magnitude and phase in the vibration magnitude and phase having the same magnitude in the opposite direction to the extracted magnitude and phase; and (c) canceling the vibration generated by vibrating the vibration control object in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the output vibration cancel signal.

또한, 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선반 거주구 진동 저감방법은 (d) 상기 (c)단계 후 상기 진동 제어 대상의 각 방향의 진동을 측정하는 단계; (e) 상기 측정한 진동 제어 대상의 진동 감지 값과 진동 제어 대상의 진동 감쇄 상태를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 진동 값을 비교하는 단계; (f) 상기 (e)단계의 비교 결과 상기 진동 감지 값이 상기 기준 진동 값보다 작을 경우 진동 제어 대상의 진동이 상쇄된 것으로 판단하고, 현재 진동 제어 상태를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, a method for reducing oscillation of a rack housing using a dynamic actuator according to the present invention includes the steps of: (d) measuring vibration in each direction of the vibration control object after the step (c); (e) comparing the measured vibration value of the vibration control object with a predetermined reference vibration value to determine a vibration attenuation state of the vibration control object; (f) determining that the vibration of the vibration control object is canceled when the vibration detection value is smaller than the reference vibration value as a result of the comparison in the step (e), and maintaining the current vibration control state do.

상기에서 (e)단계는 (e1) 상기 진동 제어 대상의 수직 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 수직 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계; (e2) 상기 진동 제어 대상의 길이 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 길이 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계; (e3) 상기 진동 제어 대상의 폭 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 폭 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the step (e) includes the steps of: (e1) comparing a vertical vibration detection value of the vibration control object with a preset vertical reference vibration value; (e2) comparing the longitudinal vibration sensing value of the vibration control object with a preset longitudinal vibration reference value; (e3) comparing the widthwise vibration detection value of the vibration control object with a preset reference vibration value in the width direction.

본 발명에 따르면 선박에서 선원들이 장시간 머무르는 장소(예를 들어, 선박 거주구)에서 발생하는 진동을 최소화함으로써, 선원들의 안락성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 특히, 상기와 같은 진동 최소화로 승조원의 안락한 근무 및 생활 환경을 보장할 수 있으며, 이로 인해 대외 경쟁력 확보 및 고객 만족을 실현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an advantage that the comfort of the crew can be secured by minimizing the vibration generated at a place where the crews stay in the ship for a long time (for example, a ship residence). Particularly, it is possible to ensure a comfortable working environment and a living environment of the crew due to the minimization of vibration as described above, thereby securing foreign competitiveness and achieving customer satisfaction.

또한, 본 발명에 따르면 선박 운항시 엔진 회전수의 변화에 따른 공진 주파수의 변화에도 대응하여 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, there is an advantage that the vibration can be effectively reduced in response to a change in the resonance frequency according to a change in the engine speed during a ship operation.

도 1은 본 발명에서 선박의 진동 측정 위치를 설명하기 위한 설명도,
도 2는 본 발명에서 선박 내의 진동 제어 대상을 설명하기 위한 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 개략 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 블록 구성도,
도 5는 도 4의 진동 측정 수단의 실시 예 구성도,
도 6은 도 4의 제어 수단의 실시 예 구성도,
도 7은 도 4의 진동 상쇄수단의 실시 예 구성도,
도 8은 본 발명에서 임의의 진동 제어 대상에 대한 다이내믹 액추에이터 설치위치 개념도,
도 9는 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 제1 실시 예 개략도,
도 10은 본 발명에 적용된 다이내믹 액추에이터의 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 제2 실시 예 개략도,
도 12는 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법을 보인 흐름도.1 is an explanatory view for explaining a vibration measurement position of a ship in the present invention,
2 is an explanatory diagram for explaining a vibration control object in a ship in the present invention,
3 is a schematic configuration diagram of a vibration damping apparatus for a ship's dwelling cavity using a dynamic actuator according to the present invention,
FIG. 4 is a block diagram of a vibration damping apparatus for a ship dwelling using a dynamic actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a block diagram of an embodiment of the vibration measuring means of Fig. 4,
Fig. 6 is a configuration diagram of an embodiment of the control means of Fig. 4,
FIG. 7 is a block diagram of an embodiment of the vibration canceling means of FIG. 4,
8 is a conceptual diagram of a dynamic actuator mounting position for an arbitrary vibration control object in the present invention,
FIG. 9 is a schematic view of a first embodiment of a ship dwelling cavity vibration reducing apparatus using a dynamic actuator according to the present invention,
10 is a configuration diagram of a dynamic actuator applied to the present invention,
11 is a schematic view of a second embodiment of a ship dwelling cavity vibration reducing apparatus using a dynamic actuator according to the present invention,
12 is a flowchart showing a method for reducing vibration of a ship's dwelling using a dynamic actuator according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치 및 그 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vibration damping apparatus for a ship dwell using a dynamic actuator according to a preferred embodiment of the present invention and a method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 블록 구성도로서, 진동 측정수단(100), 제어수단(200) 및 진동 상쇄수단(300)을 포함한다.FIG. 4 is a block diagram of a vibration damping apparatus for a ship using the dynamic actuator according to the present invention, which includes a vibration measuring means 100, a control means 200 and a vibration canceling means 300.

상기 진동 측정 수단(100)은 갑판실의 상부에 설치되어 다방향(수직 방향(Z; Vertical), 길이 방향(X; Longitudinal), 폭 방향(Y; Transverse))의 진동을 측정하는 역할을 한다. The vibration measuring means 100 is provided on the upper part of the deckhouse and serves to measure vibrations in various directions (vertical (Z), longitudinal (X) and transverse (Y) directions).

이러한 진동 측정수단(100)은 도 5에 도시한 바와 같이, 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향의 진동을 측정하는 제1진동측정센서(101); 상기 외부 기진력에 의해 발생하는 길이 방향의 진동을 측정하는 제2진동측정센서(102); 외부 기진력에 의해 발생하는 폭 방향의 진동을 측정하는 제3진동측정센서(103)를 포함한다.5, the vibration measuring means 100 includes a first vibration measuring sensor 101 for measuring a vibration in a vertical direction generated by an external excitation force; A second vibration measurement sensor (102) for measuring a longitudinal vibration generated by the external vibration force; And a third vibration measurement sensor 103 for measuring vibration in the width direction generated by an external vibration force.

상기 제어수단(200)은 상기 진동 측정수단(100)에서 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호를 출력하는 역할을 한다.The control means 200 extracts vibration magnitude and phase in each direction measured by the vibration measurement means 100 and outputs a vibration cancellation signal having the same magnitude in the opposite direction to the extracted vibration magnitude and phase do.

이러한 제어수단(200)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 진동 측정수단(100)에서 측정한 측정신호(Z, X, Y)로부터 진동 크기 및 위상을 추출하는 파라미터 추출부(210); 상기 파라미터 추출부(210)에서 추출한 진동크기 및 위상을 인식하는 진동 인식부(220); 상기 진동 인식부(220)의 제어에 따라 상기 추출한 진동 크기와 크기가 동일하고 위상이 반대인 진동 상쇄신호를 발생하는 진동 상쇄신호 발생부(230)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the control unit 200 includes a parameter extraction unit 210 that extracts vibration magnitude and phase from the measurement signals (Z, X, Y) measured by the vibration measurement unit 100; A vibration recognition unit 220 for recognizing the vibration magnitude and phase extracted by the parameter extraction unit 210; And a vibration cancellation signal generator 230 for generating a vibration cancellation signal having the same magnitude and phase as the extracted vibration magnitude under the control of the vibration recognition unit 220.

여기서 진동 상쇄신호 발생부(230)는 수직 방향 진동을 위한 수직진동 상쇄신호를 발생하는 제1진동 상쇄신호 발생기(231); 길이 방향 진동을 위한 길이진동 상쇄신호를 발생하는 제2진동 상쇄신호 발생기(232); 및 폭 방향의 진동을 위한 폭 진동 상쇄신호를 발생하는 제3진동 상쇄신호 발생기(233)를 포함한다.The vibration canceling signal generator 230 includes a first vibration canceling signal generator 231 for generating a vertical vibration canceling signal for vertical vibration; A second vibration canceling signal generator (232) for generating a length vibration canceling signal for longitudinal vibration; And a third vibration canceling signal generator 233 for generating a width vibration canceling signal for vibration in the width direction.

상기 진동 상쇄수단(300)은 상기 제어수단(200)에서 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 역할을 한다.The vibration canceling means 300 serves to cancel vibration generated by vibrating the vibration control object in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the vibration cancel signal output from the control means 200. [

이러한 진동 상쇄수단(300)은 폭 방향으로 진동을 발생하는 폭 보강재(4); 상기 폭 보강재(4) 상부에 설치되어 수직 방향으로 진동을 발생하는 수직방향 보강재(5); 상기 수직방향 보강재(5) 상부에 설치되어 길이 방향으로 진동으로 발생하며, 진동 제어 대상(3)을 안착시키는 길이방향 보강재(6); 상기 폭 보강재(4)와 수직방향 보강재(5) 및 길이방향 보강재(6)를 발생한 진동 반대방향으로 진동시키기 위한 다이내믹 액추에이터(310)를 포함한다.The vibration canceling means 300 includes a width stiffener 4 for generating vibrations in the width direction; A vertical stiffener 5 installed above the width stiffener 4 to generate vibration in the vertical direction; A longitudinal stiffener 6 installed on the vertical stiffener 5 to generate vibration in the longitudinal direction and to receive the vibration control object 3; And a dynamic actuator 310 for vibrating the width stiffener 4, the vertical stiffener 5 and the longitudinal stiffener 6 in the direction opposite to the generated vibration.

그리고 상기 다이내믹 액추에이터(310)는 상기 제어수단(200)에서 발생한 진동 상쇄신호의 크기에 대응하게 유체 량을 가변하는 펌프(301); 상기 펌프(301)에 의해 공급되는 유체를 일정 시간 유지하기 위한 어큐뮬레이터(302); 상기 어큐뮬레이터(302)에서 공급되는 유체로 피스톤 로드(304)를 전후진 동작시키는 실린더(303)를 포함한다.The dynamic actuator 310 includes a pump 301 for varying a fluid amount corresponding to a magnitude of a vibration cancel signal generated by the control means 200; An accumulator 302 for maintaining the fluid supplied by the pump 301 for a predetermined time; And a cylinder 303 for moving the piston rod 304 back and forth with the fluid supplied from the accumulator 302.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the ship's dwelling cavity vibration reducing apparatus using the dynamic actuator according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 선박에서는 상하진동, 수평진동, 비틈 진동 외에 추진축 계와 추진기관에 의한 진동이 복합적으로 작용한다. 이러한 선박은 고유한 진동 특성이 있으며, 추진기관으로부터 발생하는 기진력(Excitation force , 起振力)에 의해 가진 된다. 그리고 선박을 가진시키는 기진력의 주파수와 선박의 고유진동수가 근접 또는 일치할 경우에는 공진으로 인한 과도진동이 발생하게 된다.First, in the ship, the vertical vibration, the horizontal vibration, the vibration due to the vibration, and the vibration caused by the propulsion shaft system and the propulsion system are combined. These ships have inherent vibration characteristics and are excited by the excitation force generated from the propulsion machinery. If the frequency of the exciting force and the natural frequency of ship are close to or coincident with each other, resonant transient vibrations will occur.

이러한 과도진동을 제거하기 위해서는 진동 제어 대상에 관여하는 진동을 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다. 여기서 진동 제어 대상은 발생한 진동을 상쇄시키기 위한 대상물을 의미한다. 본 발명은 선박에서 발생하는 다양한 진동 중 선실의 진동을 감쇄하는 것을 실시 예로 설명하며, 특히 승조원이 취침을 하는 침대를 실시 예로 설명한다. 이러한 본 발명은 선실의 침대에 한정되는 것은 아니며, 진동 제어 대상에 따라 실시 예와 같은 진동 측정 방식과 진동 상쇄 방식을 적용하면, 선박의 전체 영역(또는, 대상물)에 대해서 진동을 효과적으로 줄일 수 있다.In order to eliminate such transient vibration, it is very important to accurately measure the vibration involved in the vibration control object. Here, the vibration control object means an object for canceling the generated vibration. In the present invention, the vibration of the cabin during various vibrations occurring in the ship is attenuated by the embodiment, and in particular, the bed where the crew sleeps is described as an embodiment. The present invention is not limited to a cabin bed, and vibration can be effectively reduced with respect to the entire area (or object) of a ship by applying a vibration measuring method and a vibration canceling method as in the embodiment according to the object of vibration control .

선실의 진동 제어 대상의 진동을 줄이기 위해서는 갑판실(Deck House)의 진동을 측정한다. 선박의 갑판실 구역의 경우, 외부 기진력(Propeller, Main Engine, 기타)에 의해 도 1에서와 같이 수직 방향(Z), 길이 방향(X) 및 폭 방향(Y)의 진동이 발생한다. 그리고 이러한 진동은 운항 속도(RPM)에 따라 우세한 진동방향이 다름으로 갑판실 전체 진동을 측정하기 위해, 도 1에서와 같이 갑판실 상부(예를 들어, Navi Deck)에 3방향으로 진동 센서를 설치하고, 각 방향의 진동을 측정한다.Vibration control of the cabin To reduce the vibration of the object to be controlled, the vibration of the deck house is measured. In the case of the ship's deckhouse area, vibration in the vertical direction (Z), the longitudinal direction (X) and the width direction (Y) occurs as shown in Fig. 1 by an external exciter force (Propeller, Main Engine, etc.). In order to measure the overall vibration of the deckhouse due to the predominant vibration direction depending on the operating speed (RPM), a vibration sensor is installed on the upper portion of the deckhouse (for example, Navi Deck) Measure the vibration in each direction.

예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1진동센서(101)는 수직 방향(Z)의 진동을 측정할 수 있도록 설치되어, 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향의 진동을 측정한다. 아울러 제2진동측정센서(102)는 길이 방향(X)의 진동을 측정할 수 있도록 설치되어, 상기 외부 기진력에 의해 발생하는 길이 방향의 진동을 측정한다. 또한, 제3진동측정센서(103)는 폭 방향(Y)의 진동을 측정할 수 있도록 설치되어, 외부 기진력에 의해 발생하는 폭 방향의 진동을 측정한다.For example, as shown in Fig. 5, the first vibration sensor 101 is provided so as to measure the vibration in the vertical direction (Z), and measures vibration in the vertical direction generated by an external vibration force. In addition, the second vibration measurement sensor 102 is installed to measure the vibration in the longitudinal direction X, and measures vibration in the longitudinal direction generated by the external vibration force. The third vibration measurement sensor 103 is provided to measure the vibration in the width direction Y, and measures the vibration in the width direction generated by the external vibration force.

상기 제1 내지 제3 진동 측정센서(101 ~ 103)에서 각각 측정된 수직 방향, 길이 방향 및 폭 방향의 진동 감지 값은 제어수단(200)에 전달된다.The vibration sense values measured in the vertical direction, longitudinal direction and width direction measured by the first to third vibration measurement sensors (101 to 103) are transmitted to the control means (200).

상기 제어수단(200)은 파라미터 추출부(210)를 통해 상기 진동 측정수단(100)에서 측정한 3방향의 진동 측정신호(Z, X, Y)로부터 각 방향의 진동 크기 및 위상(Mag/Phase)을 추출한다. 여기서 진동 크기는 검출된 각 방향의 진동 측정신호를 일정 구간별로 샘플링하고, 이를 가산하거나 평균하는 방식으로 진동 크기를 산출한다. 아울러 일정 구간별로 샘플링하고 그 샘플링 값을 가산하여 그 결과 값을 위상 판단 값으로 진동 인식부(220)에 전달한다. The control unit 200 receives the vibration magnitude and phase (Mag / Phase) in each direction from the vibration measurement signals (Z, X, Y) of the three directions measured by the vibration measurement unit 100 through the parameter extraction unit 210 . Here, the vibration magnitude is calculated by sampling the vibration measurement signals of the detected directions in a predetermined interval and adding or averaging them. Sampling is performed for each predetermined interval, the sampling value is added, and the result is transmitted to the vibration recognition unit 220 as a phase determination value.

상기 진동 인식부(220)는 각 방향별로 획득한 진동 크기와 위상 판단 값으로 각 방향의 진동 크기 및 위상을 인식한다. 여기서 위상 판단 값이 +값인지 아니면 -값인지에 따라 위상을 판단하는 것이 바람직하며, 이러한 위상이 진동의 방향이라고 할 수 있다.The vibration recognition unit 220 recognizes the magnitude and phase of vibration in each direction based on the vibration magnitude and phase determination value acquired for each direction. Here, it is preferable to determine the phase depending on whether the phase determination value is a positive value or a negative value, and this phase may be referred to as a direction of vibration.

이후 진동 인식부(220)는 각 방향별로 인식한 진동 크기와 위상에 따라 발생한 진동의 방향과 반대인 진동 상쇄신호를 생성한다. 예컨대, 진동 상쇄신호는 발생한 진동 크기와 동일한 크기를 갖으며, 위상이 반대인(역 위상) 신호가 될 수 있다. 여기서 진동 상쇄신호는 수직 방향, 길이 방향 및 폭 방향의 3가지의 신호(Z방향 크기 및 역 위상신호, X방향 크기 및 역 위상 신호, Y방향 크기 및 역 위상신호)가 된다.Then, the vibration recognition unit 220 generates a vibration cancellation signal that is opposite to the direction of the vibration generated according to the vibration magnitude and phase recognized for each direction. For example, the vibration cancellation signal may have the same magnitude as the amplitude of the generated vibration, and may be a signal whose phase is opposite (reverse phase). Here, the vibration cancellation signal is three signals in the vertical direction, the longitudinal direction and the width direction (Z direction size and reverse phase signal, X direction size and reverse phase signal, Y direction size and reverse phase signal).

이렇게 각각의 방향별로 생성된 진동 상쇄신호는 진동 상쇄신호 발생부(230)에 전달된다. 상기 진동 상쇄신호 발생부(230)는 상기 진동 인식부(220)에서 발생한 진동 상쇄신호에 따라 상기 추출한 진동 크기와 크기가 동일하고 위상이 반대인 각 방향별 진동 상쇄신호를 발생하여 진동 상쇄수단(300)에 전달한다.The vibration canceling signal generated for each direction is transmitted to the vibration canceling signal generating unit 230. The vibration canceling signal generating unit 230 generates a vibration canceling signal for each direction having the same magnitude and phase as the extracted vibration magnitude according to the vibration canceling signal generated in the vibration recognizing unit 220, 300).

예컨대, 상기 진동 상쇄신호 발생부(230)는 제1진동 상쇄신호 발생기(231)에서 진동 제어 대상(3)을 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동 상쇄신호를 발생한다. 아울러 제2진동 상쇄신호 발생기(232)는 상기 진동 제어 대상(3)을 길이 방향으로 진동시키기 위한 길이진동 상쇄신호를 발생한다. 또한, 제3진동 상쇄신호 발생기(233)는 상기 진동 제어 대상(3)을 폭 방향으로 진동시키기 위한 폭 진동 상쇄신호를 발생한다.For example, the vibration cancellation signal generating unit 230 generates a vertical vibration cancellation signal for causing the first vibration cancellation signal generator 231 to vibrate the vibration control object 3 in the vertical direction. In addition, the second vibration canceling signal generator 232 generates a length vibration canceling signal for vibrating the vibration control object 3 in the longitudinal direction. Further, the third vibration canceling signal generator 233 generates a width vibration canceling signal for vibrating the vibration control object 3 in the width direction.

상기 진동 상쇄수단(300)은 상기 제어수단(200)에서 출력되는 각 방향별 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상(3)을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키게 된다.The vibration cancellation means 300 cancels the vibration generated by vibrating the vibration control object 3 in the direction opposite to the vibration direction in accordance with the vibration cancel signal for each direction output from the control means 200. [

예컨대, 상기 진동 상쇄수단(300)은 도 9에 도시한 바와 같이, 폭 보강재(4)와 수직방향 보강재(5) 및 길이방향 보강재(6)에 각각 도 10에 도시한 다이내믹 액추에이터(310)가 결합된다. 그리고 상기 다이내믹 액추에이터(310)는 상기 제어수단(200)에서 발생한 진동 상쇄신호의 크기에 대응하게 펌프(301)에서 유압을 조절하기 위한 유체 량을 가변한다. 이렇게 가변되는 유체 량은 실린더(303)에 공급되고, 실린더(303)에 연결된 피스톤 로드(304)를 동작시킨다. 이때, 펌프(301)는 발생하는 유체 량을 가변하기 위한 진동 상쇄신호에는 실제 발생한 진동의 방향과 반대 방향을 나타내는 역 위상 신호를 포함한다. 따라서 실린더(303)는 공급되는 유체 량에 따라 피스톤 로드(304)를 전진 또는 후진 시키되, 피스톤 로드(304)의 초기 위치에 따라 그 변위량이 +상태가 되면(피스톤 로드가 초기 상태에서 전진) 해당 보강재를 전진시키고, 상기 변위량이 -상태가 되면(피스톤 로드가 초기 상태에서 후진) 해당 보강재를 후진시킨다. 이러한 방식으로 3방향(수직 방향, 길이 방향, 폭 방향)에 대해서 발생한 진동과 반대 방향으로 3방향의 보강재를 진동시켜, 실제 발생한 진동을 상쇄시키게 된다. 여기서 실린더(303)에 연결된 어큐뮬레이터(302)는 상기 펌프(301)에 의해 공급되는 유체를 임시 저장하거나 맥동상태일 때 이것을 제거하는 역할을 한다.For example, as shown in Fig. 9, the vibration cancellation means 300 includes the dynamic actuator 310 shown in Fig. 10 on the width stiffener 4, the vertical stiffener 5 and the longitudinal stiffener 6, . The dynamic actuator 310 varies the amount of fluid for adjusting the hydraulic pressure in the pump 301 in accordance with the magnitude of the vibration cancel signal generated by the control means 200. The variable fluid amount is supplied to the cylinder 303 and operates the piston rod 304 connected to the cylinder 303. At this time, the pump 301 includes an anti-phase signal indicating a direction opposite to the direction of the vibration actually generated in the vibration cancel signal for varying the amount of generated fluid. Therefore, when the amount of displacement of the piston rod 304 is increased or decreased according to the initial position of the piston rod 304 (the piston rod is advanced in the initial state) The stiffener is advanced, and when the amount of displacement becomes negative (the piston rod is reversed in the initial state), the stiffener is moved backward. In this way, the three-directional stiffeners are vibrated in the opposite direction to the vibrations generated in the three directions (vertical direction, longitudinal direction, and width direction), thereby canceling the actually generated vibration. The accumulator 302 connected to the cylinder 303 serves to temporarily store the fluid supplied by the pump 301 or to remove the fluid when the pump 301 is in a pulsating state.

다시 말해, 본 발명은 진동 제어 대상 하부에 유동적인 구조를 마련한다. 그리고 제어수단(200)은 진동 제어 대상(30)에서 실제 발생한 진동을 각 방향별로 크기와 위상을 인식하고, 발생한 진동과 반대 방향으로 발생한 진동의 크기와 동일한 크기이면서 진동 방향이 반대(역 위상)가 되도록 다이내믹 액추에이터(310)를 구동시켜, 각각의 보강재를 발생한 진동 방향과 반대 방향으로 진동시키게 된다. 통상 진동 주파수는 크기와 위상을 갖는 데, 이 크기와 동일하고 위상인 반대인 역 위상 신호를 가하면 주파수 상쇄가 이루어진다. 따라서 이러한 원리에 기반하여, 본 발명은 발생한 진동의 방향과 반대 방향으로 진동 제어 대상(3)을 진동시켜, 발생한 진동을 상쇄시키게 된다.In other words, the present invention provides a fluid structure below the vibration control object. The control means 200 recognizes the magnitude and phase of the vibration actually generated in the vibration control object 30 in each direction and generates a vibration signal having a magnitude equal to the magnitude of the vibration generated in the opposite direction to the generated vibration, The dynamic actuator 310 is driven to vibrate each of the reinforcing members in a direction opposite to the generated vibration direction. Normally, a vibration frequency has a magnitude and a phase. When a reverse phase signal having the same magnitude and opposite phase is applied, frequency cancellation is performed. Therefore, based on this principle, the present invention vibrates the vibration control object 3 in the direction opposite to the direction of the generated vibration, thereby canceling the generated vibration.

도 8은 본 발명에서 실제 다이내믹 액추에이터를 설치 위치를 나타낸 것이다. 하나의 유동적인 영역에서 다이내믹 액추에이터의 설치 위치를 나타낸 것이다. 여기서 검은색의 원으로 표현된 것이 피스톤 로드이며, 이것이 다이내믹 액추에이터를 의미한다. FIG. 8 shows a mounting position of an actual dynamic actuator in the present invention. And shows the mounting position of the dynamic actuator in one dynamic region. Here, a black circle represents a piston rod, which means a dynamic actuator.

도 11은 도 9와 같은 바람직한 실시 예에서, 수직 방향의 진동을 위한 수직방향 다이내믹 액추에이터를 제거하고, 수직방향 보강재 대신에 진동 흡수를 위한 러버(Rubber)를 사용한 경우이다. 도 11과 같은 경우 수직방향 보강재와 그 보강재에 대응하는 개수로 설치되는 다이내믹 액추에이터를 제거할 수 있어, 발생한 진동을 효율적으로 제거하면서도 설치 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.FIG. 11 shows a case where a vertical dynamic actuator for vertical vibration is removed and a rubber for vibration absorption is used in place of the vertical direction stiffener in the preferred embodiment as shown in FIG. In the case of FIG. 11, the vertical stiffener and the number of the dynamic actuators corresponding to the stiffener can be removed, thereby effectively eliminating the generated vibration and reducing the installation cost.

한편, 본 발명을 실제 선실의 침대에 적용할 경우, 효과적으로 진동이 감쇄되었는지를 검증할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 진동 제어 대상(3)의 특정 위치에 3방향의 진동을 감지할 수 있는 3개의 진동 측정 센서(400)를 설치한다. 그리고 상기 3개의 진동 측정 센서(400)에서 검출한 각 방향의 진동과 해당 방향의 진동 상태를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 진동 값을 각 방향별로 비교하여, 진동 감쇄 여부를 확인한다. 예컨대, 3개의 진동 측정 센서(400)에서 검출한 진동 측정값과 각 방향별로 설정된 기준 진동 값을 각각 비교하여, 상기 진동 측정값이 상기 기준 진동 값보다 작으면 발생한 진동이 제거된 것으로 판단한다. 여기서 기준 진동 값은 사용자가 실험 등을 통해 변경할 수 있다.On the other hand, when the present invention is applied to an actual cabin bed, it is necessary to verify whether or not the vibration is effectively attenuated. To this end, as shown in FIG. 2, three vibration measurement sensors 400 capable of sensing vibrations in three directions are installed at specific positions of the vibration control object 3 in the present invention. In addition, the reference vibration value preset in order to determine the vibration in each direction detected by the three vibration measurement sensors 400 and the vibration state in the corresponding direction is compared for each direction to check whether the vibration is attenuated or not. For example, the vibration measurement value detected by the three vibration measurement sensors 400 is compared with a reference vibration value set for each direction, and it is determined that the vibration generated when the vibration measurement value is smaller than the reference vibration value is removed. Here, the reference vibration value can be changed by an experiment or the like by the user.

도 12는 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법을 보인 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a vibration damping method for a ship's dwelling using the dynamic actuator according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이, (a) 진동 제어 대상이 설치된 선실 각 방향의 진동을 측정(V1)하는 단계(S10); (b) 상기 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호로 출력하는 단계(S20 ~ S30); (c) 상기 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상(3)을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 단계(S40); (d) 상기 (c)단계 후 상기 진동 제어 대상(3)의 각 방향의 진동을 측정(V2)하는 단계(S50); (e) 상기 측정한 진동 제어 대상(3)의 진동 감지 값과 진동 제어 대상(3)의 진동 감쇄 상태를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 진동 값을 비교하는 단계(S60); (f) 상기 (e)단계의 비교 결과 상기 진동 감지 값(V2)이 상기 기준 진동 값(VR)보다 작을 경우 진동 제어 대상(3)의 진동이 상쇄된 것으로 판단하고, 현재 진동 제어 상태를 유지하는 단계(S70)를 포함한다. 여기서 상기 단계 S60의 비교 결과 상기 진동 감지 값이 상기 기준 진동 값보다 클 경우 처음 단계로 되돌아가는 것이 바람직하다.As shown in this figure, (a) step (S10) of measuring the vibration in the direction of the cabin where the vibration control object is installed (V1); (b) extracting vibration magnitudes and phases in the measured directions and outputting the vibration magnitudes and phases in the vibration magnitude and phase in the opposite direction to the extracted vibration magnitudes and phases (S20 to S30); (c) canceling the vibration generated by vibrating the vibration control object (3) in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the output vibration cancel signal (S40); (d) measuring (V2) vibration in each direction of the vibration control object 3 after the step (c) (S50); (e) comparing (S60) the preset reference vibration value to determine the vibration detection value of the vibration control object (3) and the vibration attenuation state of the vibration control object (3); (f) wherein (e) comparing the result of step if the vibration detection value (V2) is smaller than the reference vibration value (V R), and determines that a vibration of the vibration control target (3) offset, the current vibration control state (Step S70). If it is determined in step S60 that the vibration detection value is greater than the reference vibration value, it is preferable to return to the first step.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The vibration damping method of a ship's dwelling using the dynamic actuator according to the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 단계 S10에서 진동 제어 대상(3)이 설치된 선실 각 방향(수직 방향, 길이 방향, 폭 방향)의 진동을 측정한다. 이때 각 방향별 측정한 진동 값을 V1이라고 한다.First, in step S10, the vibration in the cabin angular direction (vertical direction, longitudinal direction, width direction) provided with the vibration control object 3 is measured. At this time, the vibration value measured in each direction is referred to as V1.

다음으로, 단계 S20에서 상기 측정한 진동 값을 기초로 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출한다. 그리고 추출한 진동 크기 및 위상을 기초로 단계 S30에서 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호를 발생한다.Next, in step S20, vibration magnitude and phase in each direction are extracted based on the measured vibration value. Based on the extracted vibration magnitude and phase, a vibration cancellation signal having the same magnitude in the opposite direction to the extracted vibration magnitude and phase is generated in step S30.

다음으로, 단계 S40에서 상기 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상(3)을 진동 방향과는 반대 방향으로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시킨다.Next, in step S40, the vibration control object 3 is vibrated in the direction opposite to the vibration direction in accordance with the vibration canceling signal to be output, thereby canceling the vibration generated.

이후, 단계 S50에서 상기 진동 제어 대상(3)의 각 방향의 진동을 측정한다. 이때 측정한 진동 감지 값을 V2라 한다. 그리고 단계 S60에서 상기 측정한 진동 제어 대상(3)의 진동 감지 값(V2)과 진동 제어 대상(3)의 진동 감쇄 상태를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 진동 값(VR)을 비교한다.Thereafter, in step S50, the vibration in each direction of the vibration control object 3 is measured. The vibration detection value measured at this time is V2. And in step S60 compares the vibration detection value (V2) and a vibration control target (3) based on the vibration value (V R) pre-set to determine the state of the vibration attenuation of the vibration measured by the control target (3).

여기서 진동 값 비교는 상기 진동 제어 대상(3)의 수직 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 수직 방향 기준 진동 값을 비교하고, 상기 진동 제어 대상(3)의 길이 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 길이 방향 기준 진동 값을 비교하며, 상기 진동 제어 대상(3)의 폭 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 폭 방향 기준 진동 값을 비교하는 것이 바람직하다.Here, the vibration value comparison is performed by comparing the vertical vibration sense value of the vibration control object 3 with a preset vertical vibration reference value, and comparing the longitudinal vibration sense value of the vibration control object 3 with the preset longitudinal vibration reference value And compares the vibration detection value in the width direction of the vibration control object 3 with a preset reference vibration value in the width direction.

이후, 상기 비교 결과 상기 진동 감지 값(V2)이 상기 기준 진동 값(VR)보다 작을 경우에는 진동 제어 대상(3)의 진동이 상쇄된 것으로 판단하고, 단계 S70으로 이동하여 현재 진동 제어 상태를 유지한다. 만약, 상기 단계 S60의 비교 결과 상기 진동 감지 값이 상기 기준 진동 값보다 클 경우 처음 단계로 되돌아가 다시 진동을 상쇄시키는 동작을 수행한다. 여기서 3방향의 진동 중 일부 방향의 진동은 상쇄되고 일부 방향의 진동은 상쇄되지 않았을 경우, 진동이 상쇄된 방향의 진동 제어 상태는 유지하고, 진동이 상쇄되지 않은 방향의 진동만을 제거하는 방향으로 진동 제어를 하는 것이 바람직하다.If later, the comparison result of the vibration detection value (V2) is smaller than the reference vibration value (V R) has determined that the vibration of the vibration control target (3) offset and moves to step S70 and the current vibration control state . If the vibration detection value is greater than the reference vibration value as a result of the comparison in step S60, the operation returns to the first step and the vibration is canceled again. Here, in the case where vibrations in some directions among the vibrations in the three directions are canceled and vibrations in some directions are not canceled, the vibration control state in the direction in which the vibration is canceled is maintained and the vibration is canceled in the direction Control is preferably performed.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 선박에서 진동을 제거하는 기술에 적용된다. 특히, 선박에서 거주구역과 같은 국부구조물에 과도진동이 발생하는 경우 해당 거주구역의 진동을 감소시키는 데 효과적으로 적용된다.
The present invention is applied to a technique of removing vibration from a ship. In particular, when a ship experiences transient vibrations in a local structure, such as a residential area, it is effectively applied to reduce vibration in the residential area.

3: 진동 제어 대상
100: 진동 측정 수단
101: 제1진동측정센서
102: 제2진동측정센서
103: 제3진동측정센서
200: 제어수단
210: 파라미터 추출부
220: 진동 인식부
230: 진동 상쇄신호 발생부
300: 진동 상쇄수단
301: 펌프
302: 어큐뮬레이터
303: 실린더3: Vibration control target
100: Vibration measuring means
101: first vibration measuring sensor
102: second vibration measurement sensor
103: Third vibration measurement sensor
200: control means
210: Parameter extraction unit
220: vibration recognition unit
230: Vibration canceling signal generator
300: vibration canceling means
301: Pump
302: Accumulator
303: Cylinder

Claims (12)

진동 제어 대상에 전달되는 다방향의 진동을 측정하는 진동 측정수단;
상기 진동 측정수단에서 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호를 출력하는 제어수단; 및
상기 제어수단에서 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 진동 상쇄수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
Vibration measuring means for measuring vibrations in multiple directions transmitted to a vibration control object;
Control means for extracting vibration magnitude and phase in each direction measured by the vibration measurement means and outputting a vibration cancellation signal having the same magnitude in the opposite direction to the extracted vibration magnitude and phase; And
And vibration canceling means for canceling vibration generated by vibrating the vibration control object in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the vibration cancel signal outputted from the control means.
청구항 1에 있어서, 상기 진동 제어 대상이 선실 구역에 설치된 경우, 상기 진동 측정 수단은 갑판실의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The apparatus of claim 1, wherein when the vibration control object is installed in a cabin space, the vibration measuring means is installed on an upper portion of the deckhouse.
청구항 1에 있어서, 상기 진동 측정수단은 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향, 길이 방향 및 폭 방향의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The ship dwelling vibration reduction apparatus according to claim 1, wherein the vibration measuring means measures vibration in the vertical direction, the longitudinal direction and the width direction generated by the external excitation force.
청구항 3에 있어서, 상기 진동 측정수단은 외부 기진력에 의해 발생하는 수직 방향의 진동을 측정하는 제1진동측정센서; 상기 외부 기진력에 의해 발생하는 길이 방향의 진동을 측정하는 제2진동측정센서; 외부 기진력에 의해 발생하는 폭 방향의 진동을 측정하는 제3진동측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the vibration measuring means comprises: a first vibration measuring sensor for measuring a vibration in a vertical direction generated by an external excitation force; A second vibration measurement sensor for measuring vibration in the longitudinal direction generated by the external vibration force; And a third vibration measurement sensor for measuring a vibration in a width direction generated by an external vibration force.
청구항 1에 있어서, 상기 제어수단은 상기 진동 측정수단에서 측정한 측정신호로부터 진동 크기 및 위상을 추출하는 파라미터 추출부; 상기 파라미터 추출부에서 추출한 진동크기 및 위상을 인식하는 진동 인식부; 상기 진동 인식부의 제어에 따라 상기 추출한 진동 크기와 크기가 동일하고 위상이 반대인 진동 상쇄신호를 발생하는 진동 상쇄신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the control means comprises: a parameter extracting unit for extracting a vibration magnitude and a phase from a measurement signal measured by the vibration measuring means; A vibration recognition unit for recognizing the vibration magnitude and phase extracted by the parameter extraction unit; And a vibration canceling signal generating unit for generating a vibration canceling signal having the same magnitude and opposite phase as the extracted vibration magnitude under the control of the vibration recognizing unit.
청구항 5에 있어서, 상기 진동 상쇄신호 발생부는 수직 방향 진동을 위한 수직진동 상쇄신호를 발생하는 제1진동 상쇄신호 발생기; 길이 방향 진동을 위한 길이진동 상쇄신호를 발생하는 제2진동 상쇄신호 발생기; 폭 방향의 진동을 위한 폭 진동 상쇄신호를 발생하는 제3진동 상쇄신호 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
[6] The apparatus of claim 5, wherein the vibration cancellation signal generator comprises: a first vibration cancellation signal generator for generating a vertical vibration cancellation signal for vertical vibration; A second vibration canceling signal generator for generating a length vibration canceling signal for longitudinal vibration; And a third vibration canceling signal generator for generating a width vibration canceling signal for vibration in the width direction.
청구항 1에 있어서, 상기 진동 상쇄수단은 상기 진동 제어 대상의 하부에 마련되어, 상기 진동 제어 대상을 유동시켜 진동을 제거하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The ship dwelling vibration reduction apparatus according to claim 1, wherein the vibration canceling means is provided below the vibration control object, and vibrates the vibration control object to remove vibration.
청구항 7에 있어서, 상기 진동 상쇄수단은 폭 방향으로 진동을 발생하는 폭 보강재; 상기 폭 보강재 상부에 설치되어 수직 방향으로 진동을 발생하는 수직방향 보강재; 상기 수직방향 보강재 상부에 설치되어 길이 방향으로 진동으로 발생하며, 진동 제어 대상을 안착시키는 길이방향 보강재; 상기 폭 보강재와 수직방향 보강재 및 길이방향 보강재를 발생한 진동 반대방향으로 진동시키기 위한 다이내믹 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The vibration damping device according to claim 7, wherein the vibration canceling means comprises: a width stiffener for generating vibrations in a width direction; A vertical stiffener installed on the width stiffener to generate vibration in a vertical direction; A longitudinal stiffener provided on the vertical stiffener to generate vibration in the longitudinal direction and to seat the vibration control object; And a dynamic actuator for vibrating the width stiffener, the vertical stiffener and the longitudinal stiffener in a direction opposite to the generated vibration.
청구항 8에 있어서, 상기 다이내믹 액추에이터는 상기 제어수단에서 발생한 진동 상쇄신호의 크기에 대응하게 유체 량을 가변하는 펌프; 상기 펌프에 의해 공급되는 유체를 임시 저장하거나 맥동 발생시 이를 제거해주는 어큐뮬레이터; 상기 펌프 또는 어큐뮬레이터에서 공급되는 유체로 피스톤 로드를 전후진 동작시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감장치.
The fluid dynamic actuator according to claim 8, wherein the dynamic actuator comprises: a pump for varying a fluid amount corresponding to a magnitude of a vibration cancel signal generated by the control means; An accumulator for temporarily storing the fluid supplied by the pump or removing the fluid when the pump is generated; And a cylinder for moving the piston rod forward and backward with the fluid supplied from the pump or the accumulator.
다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구의 진동을 저감하는 방법으로서,
(a) 진동 제어 대상이 설치된 선실 각 방향의 진동을 측정하는 단계;
(b) 상기 측정한 각 방향의 진동 크기 및 위상을 추출하고, 상기 추출한 진동 크기 및 위상과 반대 방향의 동일 크기를 갖는 진동 상쇄신호로 출력하는 단계; 및
(c) 상기 출력되는 진동 상쇄신호에 따라 진동 제어 대상을 진동 방향과는 반대로 진동시켜 발생한 진동을 상쇄시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법.
As a method for reducing vibration of a ship housing using a dynamic actuator,
(a) measuring vibration in each direction of a cabin in which a vibration control object is installed;
(b) extracting a vibration magnitude and a phase in the measured directions, and outputting the vibration magnitude and phase in the vibration magnitude and phase having the same magnitude in the opposite direction to the extracted magnitude and phase; And
and (c) canceling the vibration generated by vibrating the vibration control object in a direction opposite to the vibration direction in accordance with the output vibration cancel signal.
청구항 10에 있어서, (d) 상기 (c)단계 후 상기 진동 제어 대상의 각 방향의 진동을 측정하는 단계; (e) 상기 측정한 진동 제어 대상의 진동 감지 값과 진동 제어 대상의 진동 감쇄 상태를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 진동 값을 비교하는 단계; (f) 상기 (e)단계의 비교 결과 상기 진동 감지 값이 상기 기준 진동 값보다 작을 경우 진동 제어 대상의 진동이 상쇄된 것으로 판단하고, 현재 진동 제어 상태를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법.
The method of claim 10, further comprising: (d) measuring vibration in each direction of the vibration control object after the step (c); (e) comparing the measured vibration value of the vibration control object with a predetermined reference vibration value to determine a vibration attenuation state of the vibration control object; (f) determining that the vibration of the vibration control object is canceled when the vibration detection value is smaller than the reference vibration value as a result of the comparison in the step (e), and maintaining the current vibration control state A method of vibration reduction of a ship dwelling using a dynamic actuator.
청구항 11에 있어서, 상기 (e)단계는 (e1) 상기 진동 제어 대상의 수직 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 수직 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계; (e2) 상기 진동 제어 대상의 길이 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 길이 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계; (e3) 상기 진동 제어 대상의 폭 방향 진동 감지 값과 미리 설정된 폭 방향 기준 진동 값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 액추에이터를 이용한 선박 거주구 진동 저감방법.

[12] The method of claim 11, wherein the step (e) includes the steps of: (e1) comparing the vertical vibration sensing value of the vibration control object with a predetermined vertical reference vibration value; (e2) comparing the longitudinal vibration sensing value of the vibration control object with a preset longitudinal vibration reference value; (e3) comparing a widthwise vibration detection value of the vibration control object with a preset reference vibration value in the width direction.

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