능동소음진동제어(Active Control)
--------------------------------------------------------------------
진동이나 소음은 입자설보다는 파동설이 유력하다. 기존으로 거의 모든 이론이 파동(wave)으로 설명이 가능하기 때문이다. 파동은 횡파로 설명하면 기준선을 중심으로 상하로 +-로 이동하며 그 진폭을 설명한다. 빠르기는 주파수(frequency)로 이해한다. 파동자체가 고통을 주거나 피로 및 파괴에 이르거나 또는 위협적인 이유는 파동이 에너지를 포함하고 있기 때문이다. 그런데 이 에너지 자체를 다른 에너지를 생산하여 이와 상쇄할 수 있다면 어떤 결과가 나올까?
Active vibration & noise control(능동진동 및 능동소음제어)
파동은 에너지를 가지고 있다. 능동제어의 알고리즘은 이렇다. 진폭으로 표기되는 에너지는 +와 –로 크기가 표시되면서 시간에 따라 흐른다. +는 –와 같은 크기, 같은 시간에 따라 서로 만나면 파동이므로 ‘0’이 된다. 또한 소음과 진동은 파동(wave)이다.
제어장치의 구성요소를 살펴보면 수신부에서는 원신호를 취득하고 제어부에서는 반대파장을 계산하여 만들고 발신부에서는 필요한 위치로 결과파장을 발송해주게 되어 있다. 너무나 간편한 기술이지만 생각처럼 쉬운 일은 결코 아니다. 현재 이와 같은 간단한 원리를 이용하여 불편한 사항을 해소하는데 사용되고는 있으나 개발이나 설치비용이 워낙 큰 규모를 차지하는데다 진동이나 소음은 어느 한 주파수만을 발생하고 있는 경우가 드물다는 것이다. 특히 일상생활 중 여러 개의 주파수나 각각의 진폭이 다른 잡음(Noise)이나 시간에 따라 주파수가 계속 변경되는 경우 제어하려고 하는 목표가 바뀌므로 수신부와 발신부에서 정교한 제어장치가 요구되는 이유 때문이다. 기본적으로 능동제어는 진동소음의 최상위 연구분야로서 각광받았다가 현실적으로 능동적인 장치와 수동적인 장치의 혼합이 좋은 결과를 낳을 수 있으므로 최근에는 그 연구결과가 큰 소득을 얻고 있지는 않은 것으로 보인다. 현재의 활용되고 있는 분야를 정리하면 능동소음제어(ANC)는 공조장치의 덕트(Duct)에 활용된바 있고 자동차 내부의 소음, 상용 헤드폰 등에서는 어느 정도 효과를 내고 있으나 다양한 시도(변전, 방음벽 등)에서는 매우 필요한 수요처이기는 하나 현실적으로 큰 결과가 없는 실정이다. 능동진동제어(AVC)는 자동차의 현가장치 등에 연구결과가 두각을 나타내고는 있고 진동이므로 전달경로에 따른 제어가 어느 정도 가능함에도 불구하고 고가격의 Actuator를 추가로 개발해야 하는 측면과 내구성을 유지해야 하는 관점에서 아직까지는 고가격의 제어가 필요한 곳에서만 국부적으로 활용되고 있다. 반면에 이와 같은 비슷한 의미로 동흡진기는 수동적(TMD)이거나 반능동적인 분야로 많은 곳에서 활용되고 있다.
키워드
|
능동제어, 진동제거, phase, 위상
|
댓글 없음:
댓글 쓰기