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열응력을 이용한 외팔보의 진동제어
Vibration Control of a Cantilever Beam Using Thermal Stresses

권태철    (인하대학교 기계공학과 대학원   ); 이우식    (인하대학교 기계공학과 대학원  );
  • 초록

    본 논문에서는 열응력을 이용해 구조물의 진동을 제어하기 위한 방법을 제시하였다. 구조물에 열응력을 발생시키리 위하여 써멀액츄에이터를 사용하였으며 저주파 진동을 제어하는데 이 써멀액츄에이터가 효과적으로 이용될 수 있음을 확인하였다. 열응력에 의한 제어방법은 열전달에 소요되는 시간지연 문제 때문에 고주파수의 진동을 갖는 구조물보다는 거대한 우주구주물과 같이 비교적 고유진동수를 갖는 구조물에 효과적으로 적용될 수 있다. 외팔보의 진동제어를 수행하기 위하여 보상기 설계에 의한 제어이론과 관측기 설계를 포함하는 최적제어 및 강인제어이론을 사용하였다. 또한 수치해석 시뮬레이션을 통하여 본 연구에서 사용한 제어이론들이 열응력을 이용한 구조물의 진동제어에 매우 효과적임을 보였다.


    This paper is concerned with a new concept of vibration control in which thermal stresses are utilized. Thermal actuators are used to generate thermal stresses in a vibrating beam. The thermal actuators are found to work successfully as the control means. Especially the proposed control method in this paper can be effectively applied to the large space structures with low natural frequencies rather than to the structures with high natural frequencies. In the process of control design, various control methods including optimal-robust control method are investigated. Through numerical simulations, it is found that the robust-optimal control method can be efficiently with the vibration control of a cantilever beam using thermal stresses.


  • 참고문헌 (8)

    1. On the Robustness of Mismatched Uncertain Dynamical System , Y.H.Chen , Journal of Dynamic System, Measurement, and Control / v.109,pp.29-35,
    2. 압전소자를 액츄에이터로 이용한 탄성보진동의 능동제어 , 김종선 , 한국소음진동공학회지 / v.2,pp.173-180,
         
    3. B.A.Boley;J.H.Weiner , Theory of Thermal Stresses / v.,pp.,
    4. H.S.Carslaw;J.C.Jaeger , conduction of Heat in Solids / v.,pp.,
    5. G.F.Franklin;J.D.Powell;M.L.Workman , Digital Control of Dynamic System / v.,pp.,
    6. Control of flexible Structures by Applied Thermal Gradients , D.L.Edberg , AIAA Journal / v.25,pp.877-883,
    7. C.T.Chen , Linear System Theory and Design / v.,pp.,
    8. 김종식 , 선형제어시스템공학 / v.,pp.405-410,

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