Performance of Active Vibration Isolation for Equipments on Flexible Beam Structures Using Wiener Filters

This paper dealt with the active vibration isolation for a preliminary evaluation of the performance numerically. The vibration and noise generated by equipments are transmitted to the platform structures. The transmitted vibration causes negative influences on the life and reliability of the equipment and the structure due to breakage. The analytical model was established to be an equipment on a flexible beam. The analytical model consisted of the equipment as a source and the flexible beam as a receiver. The equipment is modeled with a rigid beam having a concentrated force. The equipment and the flexible beam are connected with springs at both ends of the equipment. The actuators (secondary source) are located slightly apart from the positions of the springs. And the controller was designed to minimize the vibration of the flexible beam (receiver) due to the force transmitted through the springs using the Wiener filter. For the control performance evaluation, the displacement at a point of the receiver structure and the total kinetic energy of the receiver were calculated. As a result, it is confirmed that the overall receiver displacement was reduced and the total kinetic energy of a receiver was 21.6 dB. Han-Eum Oh al. ; Performance of Active Vibration Isolation for Equipments on Flexible Beam Structures Using Wiener Filters Trans. Korean Soc. Noise Vib. Eng., 28(5) : 518~525, 2018┃519 사이에 위치하여 진동을 저감하게 된다. 고무 마운 트는 감쇠가 작아서 고주파 대역과 비공진 주파수 대역에서는 효과적인 진동 절연 성능을 보인다. 하 지만 저주파수와 공진 주파수 대역에서는 절연 성능 이 낮아지는 경향을 보이는 단점을 가지고 있다. 그리고 구조물 자체의 진동 전달 경로를 재설계하는 방법은 비용적 측면에서 큰 단점으로 작용한다. 따 라서 이 문제를 해결하기 위해 능동 진동 제어 (active vibration control, AVC)기법이 사용된다. 이 연구는 해석적으로 진동 절연 성능을 평가하 기 위한 기초 연구로, 양단이 지지되어있는 유연한 보 구조물 위에 스프링으로 연결되어있는 장비에서 외란이 발생했을 시, 장비에서 보로 전달되어오는 전달력에 의해 발생하는 보의 진동을 절연하기 위한 능동 제어를 수행하였다. 제어기는 FIR 필터 계수 획득 방법 중 하나인 위너 필터(Wiener filter)를 이 용하여 설계하였으며, 이를 이용하여 보에서 발생하 는 진동을 저감하는 제어력을 생성하였다. 위너 필 터는 기존의 잡음에 대한 측정값이 있을 시, 이 값 들을 이용하여 빠르게 필터 계수를 얻을 수 있는 장 점을 가지고 있다. 따라서, 이 연구에서는 보 전체 의 진동을 저감하기 위해 보의 각 지점마다의 진동 변위를 잡음으로 가정하였으며, 이론식을 통해 잡음 이 전달되어 오는 경로를 분석한 후, 다채널 위너 필터 설계를 통해 진동 절연 성능 해석을 진행하였 다. 진동 성능 평가는 제어 전·후의 변위 및 전달력, 운동 에너지 등을 도식화하여 나타내었다.