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홈 > DOF 제어

MTS 자유도(DOF) 제어

DOF 제어
이 Q&A에서 MTS의 엔지니어 Shawn You 박사는 MTS 자유도(DOF) 제어 기술 및 전문 지식을 통해 복잡한 지진 시뮬레이션 시스템을 정밀하게 제어하는 방법에 대해 설명합니다.
Q: 다중 자유도 제어와 관련된 응용 분야는 무엇이며 그 이유는 무엇입니까?

Shawn You 박사: 궁극적인 목표는 실제 작동 조건을 시뮬레이션하고 통제된 실험실 설정에서 시편의 성능을 특성화하는 것입니다. 다중 자유도(DOF) 테스트는 일반적으로 크고 복잡한 구성요소 또는 구조를 특성화하기 위해 여러 산업에서 사용됩니다. 예로는 표준 및 맞춤형 진동 테이블(지진 시뮬레이터), 지상 차량 구성요소 테스트용 다축 시뮬레이션 테이블, 건물 및 교량 구성요소 테스트용 토목 구조 테스트 장비, 항공 우주 분야의 헬리콥터 블레이드 테스트 및 철도의 보기 테스트가 있습니다.

Q: 이러한 유형의 테스트에는 어떤 문제가 있습니까?

You 박사: 이 테스트의 가장 중요한 부분은 글로벌 좌표계에서의 힘, 동작 또는 가속도를 제어하는 것입니다. 여기에는 액추에이터의 개별 좌표계를 테스트 시스템의 전역 좌표계로 변환하는 작업이 포함됩니다. 매우 큰 시편과 매우 큰 변형에 대해 이야기할 때 이러한 계산과 관련된 수학은 매우 복잡합니다.

Q: MTS는 고객이 이 난관을 극복하도록 어떻게 돕습니까?

You 박사: 저희는 DOF 제어 소프트웨어라는 도구를 개발했습니다.이 도구는 최대 6의 자유도에서 원하는 수의 부하 액추에이터를 조정하기 위한 좌표계를 설정합니다. 이 도구의 개념은 간단합니다. 두 개의 DOF 테스트 장비를 생각한다면 개별 액추에이터는 자체적으로 시편이 아크 경로를 따르게 합니다. 당사의 소프트웨어는 두 개의 호 경로 사이의 관계를 이해하므로 순수한 수직 및 측면 동작을 생성하는 데 필요한 제어를 제공할 수 있습니다. 그리고 이것은 여러 액추에이터에서도 동일하게 작동합니다. 예를 들어 수직면의 힘과 측면의 변위를 제어하는 혼합 제어 모드에서도 작동할 수 있습니다.

Q: 고객이 DOF 제어 소프트웨어를 사용하면 어떤 이점을 얻을 수 있습니까?

You 박사: 가장 큰 장점은 여러 액추에이터가 정밀하게 협력하여 다른 방식보다 더 정확한 결과를 얻는 것입니다. DOF 제어 소프트웨어는 테스트 엔지니어가 쉽게 설정할 수 있습니다. 좌표와 몇 가지 다른 변수를 입력하기 만하면 작업을 시작할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 테스트 팀이 과도하게 제한된 시스템과 같은 매우 복잡한 상황을 처리하는 데에도 도움이 됩니다.

Q: DOF 제어 소프트웨어가 과도하게 제한된 시스템을 관리하는 방법을 설명해 주시겠습니까?

You 박사: 이론적으로는 최대 6개의 자유도와 자유도의 수와 같거나 더 많은 액추에이터를 보유한 좌표계에서 원하는 지점을 제어할 수 있습니다. 그러나 시편의 크기나 응용 분야의 특성으로 인해 테스트 팀에서 예를 들어 30개의 액추에이터를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 자유도보다 액추에이터가 많으면 액추에이터가 서로 충돌할 수 있습니다. 당사의 소프트웨어는 추가된 액추에이터의 움직임을 자동으로 균형을 조정하여 서로 상쇄되지 않고 원활하게 조정됩니다. 저희는 유사한 방식으로 교차 결합 보정을 다룹니다. 과도하게 제약된 시스템을 제어하거나 이전 기술로 교차 결합 보정을 수행하려면 훨씬 더 많은 작업이 필요합니다.

Q: DOF 제어 소프트웨어 대신 사용할 수 있는 제품은 무엇입니까?

You 박사: 테스트 엔지니어는 각 변형에 대한 명시적인 방정식을 작성해야 합니다. 이는 작은 변형에서는 작동할 수 있지만 큰 변형에서는 정확하지 않습니다. 일부 테스트 팀은 이를 위해 자체 소프트웨어를 개발했지만 많은 시간과 노력이 필요합니다. 다른 팀은 액추에이터를 정확하게 조율하지 못하면 필요한 테스트를 수행할 수 없다는 것을 깨달았습니다. DOF 제어 소프트웨어를 사용하면 방정식이 자동으로 형성되고 계산이 사전 설정됩니다. 테스트 팀은 템플릿에 시편 형상 좌표를 제공하기만 하면 됩니다.

Q: DOF 제어 소프트웨어의 기원은 무엇입니까?

You 박사: DOF 제어 소프트웨어는 글로벌 좌표계 내에서 테이블을 이동하기 위해 서로 협력하여 작동하는 많은 액추에이터를 사용하는 자동차 부품을 테스트하는 쉐이크 테이블로 시작되었습니다. MTS는 이러한 특정한 제어 방법을 사용하는 최초의 쉐이커 테이블을 개발했습니다. 저희는 그 후로 소프트웨어가 다른 많은 테스트 응용 프로그램에 매우 유용하다는 것을 깨달았기 때문에 별도의 패키지로 제공했습니다.

Q: DOF 제어 소프트웨어의 각 인스턴스가 특정 맞춤형 테스트 장비와 연결되어 있습니까?

You 박사: 일반적으로 말하자면 그렇습니다. 이들은 맞춤형 테스트 시스템입니다. 그러나 저희는 변환 계산을 구동하는 시편 템플릿을 비교적 쉽게 수정할 수 있기 때문에 솔루션에 유연성을 구현했습니다. 예를 들어 토목 구조 응용 분야에서 크기가 다른 시편이나 방향이 다른 시편을 수용하기 위해 새로운 구성의 액추에이터가 필요할 수 있습니다. 저희 팀은 고객이 이러한 요구 사항에 맞게 템플릿을 조정하도록 지원하여 둘 이상의 응용 분야에서 맞춤형 테스트 장비 및 소프트웨어를 사용할 수 있도록 해줍니다. 저희는 DOF 제어 소프트웨어를 수백 개의 시스템에 적용했으며 수십 년 동안 여러 산업 분야 고객을 위해 이러한 문제를 해결한 경험이 있습니다.                       
You

20년 넘게 MTS 엔지니어로 재직한 Shawn You 박사는 까다로운 고객 요구 사항을 고유한 테스트 및 시뮬레이션 시스템으로 변환해 왔습니다.

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