[랜덤 진동 시험] 제어기의 화이트 노이즈 생성 방법과 Shaping 기법(Random Vibration Test)

 

목차

 

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제어기의 화이트 노이즈 생성 방법과 Shaping 기법

 

 

위 내용은 랜덤 진동 시험에서 신호 형태를 조절하는 과정을 설명하고 있습니다. 랜덤 진동 시험은 제품이나 구조물이 실제 사용 환경에서 겪을 수 있는 랜덤한 진동을 모사하여, 그 제품이나 구조물의 내구성을 평가하는 시험 방법 중 하나입니다. 이 과정에서 중요한 단계는 흰색 잡음(white noise) 신호를 특정한 형태로 조절하는 것입니다. 흰색 잡음 신호는 모든 주파수에서 균일한 세기를 가진 신호를 의미합니다.

 

 

드라이브 신호 형성

 

처음에는 흰색 잡음 신호를 기반으로 합니다. 이 신호의 스펙트럼 진폭(즉, 다양한 주파수에서의 신호 강도)을 조절하여 드라이브 신호를 형성합니다. 이 과정에서 주파수 대역폭에 걸쳐 필터를 적용하여 신호를 '모양'합니다. 결과적으로, 일부 주파수에서는 신호가 강조되고 다른 주파수에서는 억제될 수 있습니다. 이렇게 해서 생성된 신호는 특정한 주파수 특성을 갖게 됩니다.

 

 

모양 결정 함수

 

신호의 형태는 두 가지 요소에 의해 결정됩니다. 첫째, '수요 프로파일(demand profile)'은 시험하고자 하는 제품이 실제 사용 중에 겪게 될 진동의 특성을 반영합니다. 예를 들어, 자동차 부품을 시험할 때는 도로 주행 중에 발생할 수 있는 다양한 진동 패턴을 고려해야 합니다. 둘째, '제어 시스템(control system)'은 이러한 수요 프로파일에 맞게 신호를 조절할 수 있는 기능을 가집니다. 제어 시스템은 필요한 주파수 대역에서 신호의 강도를 증가시키거나 감소시키는 역할을 합니다.

 

 

간단히 말해, 이 과정은 흰색 잡음 신호를 취하여 제품이 실제 환경에서 겪을 수 있는 진동 조건을 모사하기 위해 특정 주파수에서 강조하거나 억제함으로써 '모양'을 만드는 것입니다. 이를 통해 시험 대상 제품의 내구성과 성능을 더 정확하게 평가할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

VibrationVIEW를 사용한 랜덤 진동

 

 

 

이번 실습은 NAVMAT 프로파일을 사용하여 VibrationVIEW 소프트웨어로 랜덤 진동 시험을 진행하는 과정을 설명하고 있습니다. 여기서 몇 가지 주요 개념을 이해하면 도움이 될 것입니다.

 

• NAVMAT 프로파일: 이는 미국 해군이 사용하는 표준 진동 시험 프로파일 중 하나입니다. 다양한 해상 및 항공 장비에 대한 진동 내구성을 평가하기 위해 설계된 특정한 진동 패턴을 포함하고 있습니다. NAVMAT 프로파일은 특정 주파수 범위에서 진동의 강도를 정의하여 제품이 견딜 수 있는 진동 수준을 시험합니다.
• VibrationVIEW: 이는 진동 시험을 설계, 실행, 그리고 분석하기 위한 소프트웨어입니다. 사용자는 이 소프트웨어를 통해 진동 시험의 파라미터를 설정하고, 시험 결과를 모니터링할 수 있습니다.
• White Noise 신호 생성: White Noise는 모든 주파수에서 일정한 강도를 가진 신호를 말합니다. 이 실습에서는 VibrationVIEW 소프트웨어를 사용하여 White Noise 신호를 생성하고, 이 신호를 진동 시험의 입력으로 사용합니다. 이 과정에서 White Noise는 실제 제품 사용 환경에서 발생할 수 있는 다양한 진동을 모사하는 데 사용됩니다.
• Demand Profile의 BW(대역폭) 및 필터링: Demand Profile은 제품이 실제 환경에서 겪을 수 있는 진동의 주파수와 강도를 정의합니다. BW(대역폭)는 이 프로파일에서 고려하는 주파수 범위를 의미합니다. 이 실습에서는 Demand Profile의 BW 이외의 영역, 즉 필요하지 않은 주파수 영역이 어떻게 필터링되어 제거되는지를 확인할 수 있습니다. 이 필터링 과정을 통해, 시험 대상에 필요한 주파수 범위 내의 진동만을 정확하게 시뮬레이션하게 됩니다.

 

간단히 말해, 이 설명은 VibrationVIEW 소프트웨어와 NAVMAT 프로파일을 사용하여 진동 시험을 진행하는 방법을 설명합니다. 이 과정에서 White Noise 신호를 생성하고, 특정 주파수 범위를 목표로 하여 필요한 진동만을 시뮬레이션하기 위해 필터링하는 방법을 배울 수 있습니다. 이러한 실습은 제품의 진동 내구성을 평가하는 데 중요한 단계입니다.

 

 

 

 

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