KR102032490B1 - 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템 - Google Patents

능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모형 선박의 시험을 위해 사용되는 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동 요소들(즉, 외부 가진)을 계측하고 이 계측된 진동 요소와 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 예인전차의 측정 프레임에 가해서 기계적인 진동을 최소화시킨 후 모형선에 걸리는 저항을 정밀하게 계측할 수 있는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템은 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 이 외부 가진과 역위상의 진동을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하는 능동 진동 제어 장치; 상기 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는 저항 동력계; 및 상기 저항 동력계에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하도록 구성된 저항 계측 장치를 포함한다.

Description

능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템{SYSTEM FOR MEASURING RESISTANCE OF MODEL SHIP USING ACTIVE VIBRATION CONTROL TECHNOLOGY}
본 발명은 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 관한 것으로, 특히 모형 선박의 시험을 위해 사용되는 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동 요소들(즉, 외부 가진)을 계측하고 이 계측된 진동 요소와 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 예인전차의 측정 프레임에 가해서 기계적인 진동을 최소화시킨 후 모형선에 걸리는 저항을 정밀하게 계측할 수 있는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 관한 것이다.
통상, 선박 설계에 대한 검증을 위해 설계된 선박을 일정 비율로 축소시킨 모형선을 제작하고, 이를 선형시험수조의 예인전차와 결합시켜 모형시험을 수행한다. 목적에 따라 다양한 모형시험이 수행되며, 수행하고자 하는 시험에 맞춰서 계측을 위한 센서 들도 설치된다. 설치된 센서로부터 계측되는 다양한 데이터 중에서도 모형선에 걸리는 저항 값은 다른 데이터와는 조금 다른 특징을 갖는다. 저항은 저항 동력계를 통해 계측되는데, 모형선에 직접 설치되는 대부분의 다른 계측 센서와는 달리 저항 동력계는 모형선의 저항을 계측하는 것과 함께 예인하는 역할도 갖기 때문에 예인전차에 설치된 상태에서 모형선에도 고정된다. 따라서 저항 동력계에는 자체적으로 갖는 센서 노이즈와 함께 예인전차의 구동으로 인해 발생되는 다양한 기계적인 진동 영향이 포함된 저항 값을 출력하게 된다. 예인전차가 주행하는 레일의 교정 정도나 구동 모터 등의 상태에 따라 상대적인 차이는 있겠지만 기계적 진동으로 인한 저항 값의 변화는 일반적으로 무시할 수 없는 수준인 경우가 대부분이다.
국내 특허 공개 2015-0066800호 공보에는 검력부의 로드셀을 모형선박에 설치된 예인봉에 설치하여 사용자가 간편하게 분리할 수 있는 예인수조 시험용 저항동력계가 개시되어 있다. 상기 모형선박에는 하우징이 설치된다. 상기 하우징의 내부에는 상기 모형선박의 속도가 정속 상태로 되어 저항을 계측할 때 로드셀이 정속 이전의 무부하 상태에서 부하 상태로 급격히 변경됨에 따라 모형선박에서 로드셀로 전달되는 하중을 완충하기 위한 완충부재가 설치되어 있다.
이와 같은 종래의 기술은 완충부재로서 고무나 단순 댐퍼시스템을 활용한 수동형 진동 제어 기술을 저항동력계에 적용시킨 것이다. 수동형 진동 제어 기술은 설계가 간편하고 제작비용이 저렴하여 쉽게 활용할 수 있으나, 정밀한 수준의 진동 제어를 구현하기에는 한계가 있다. 즉, 제거가 필요한 주파수 대역이 넓거나 다양한 경우엔 수동형 진동 제어 기술만으로 대응하기엔 어려움이 많다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동을 최소화시킨 후 모형선에 걸리는 저항을 정밀하게 계측하는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템은 모형 선박의 시험을 위해 사용되는 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동을 최소화시킨 후 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템으로서: 상기 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 이 외부 가진과 역위상의 진동을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하는 능동 진동 제어 장치; 상기 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는 저항 동력계; 및 상기 저항 동력계에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하도록 구성된 저항 계측 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 있어서, 상기 능동 진동 제어 장치는 상기 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측하도록 구성된 진동 계측 센서; 상기 진동 계측 센서에서 계측된 외부 가진의 데이터를 수집하도록 구성된 진동 데이터 수집부; 상기 진동 데이터 수집부에서 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여 제어신호를 출력하도록 구성된 제어부; 및 상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 동작하여 분석된 상기 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하도록 구성된 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여 액추에이터에서 방진을 발생하도록 하고, 상기 진동 계측 센서를 통해 계측되는 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되는 지의 여부를 결정하여, 상기 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되었을 때 상기 액추에이터에서의 방진 발생을 중지시키는 한편, 상기 외부 가진의 레벨이 설정 값보다 크면 상기 액추에이터에서의 방진 발생을 계속 진행시킬 수 있다.
상기 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 있어서, 상기 저항 동력계는 상기 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는 저항 동력 계측부; 및 상기 예인전차의 가감속시 발생되는 힘으로부터 상기 저항 동력 계측부를 보호하도록 구성된 클램프를 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 있어서, 상기 저항 계측 장치는 상기 저항 동력계에서 출력되는 계측된 저항의 데이터를 수집하도록 구성된 저항 데이터 수집부; 및 상기 저항 데이터 수집부를 통해 수집되는 저항 데이터를 분석하여 디스플레이하도록 구성된 모니터링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 의하면, 능동 진동 제어 장치가 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 이 외부 가진과 역위상의 진동을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하며; 저항 동력계가 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하며; 저항 계측 장치에 의해 상기 저항 동력계에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하도록 구성됨으로써: 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동을 최소화시키므로 저항 동력계에 의해 모형선에 걸리는 저항을 정밀하게 계측할 수 있으며, 최근 선박에 다양하게 적용되고 있는 에너지 절감 장치의 효과성 검증에도 매우 효율적으로 활용될 수 있으며, 별도의 예인전차의 기계적인 진동을 잡기 위한 일부 유지보수 작업(레일 교정, 휠 얼라인먼트 등)을 생략할 수 있어 시설 관리 측면에서도 경제적, 작업 시간 절약 등의 이득을 얻을 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 예인전차 측정 프레임에 전달될 수 있는 기계적 진동 요소들(즉, 외부 가진)을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 도 2의 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템의 설치도이다.
도 4는 도 2에서 예인전차 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적 진동(즉, 외부 가진) 신호, 능동 진동 제어 장치에서 발생되어 예인전차 측정 프레임에 인가되는 방진 신호, 및 저항 동력 계측부에 인가되는, 외부 가진이 최소화된 결과 신호의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 기계적 진동 신호, 방진 신호 및 결과 신호의 파형도에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 의해 구현되는 저항 계측 방법을 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 예인전차 측정 프레임에 전달될 수 있는 기계적 진동 요소들(즉, 외부 가진)을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템의 블록 구성도이며, 도 3은 도 2의 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템의 설치도이다.
본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 모형 선박의 시험을 위해 사용되는 예인전차의 측정 프레임에 전달될 수 있는 기계적 진동 요소들(즉, 외부 가진)에 대해 설명하기로 한다.
도 1에서 예인전차의 측정 프레임(F)에는 예인전차에서 발생되는 외부 가진이 전달되고, 이는 저항 동력 계측부(220)에 직접적으로 영향을 미친다.
외부 가진은 예인전차 구동 모터(M) 및 휠(H)로부터 발생되는 진동, 레일(R)로부터 발생되는 진동 등이 있다. 여기서 파란색 실선이 외부 가진 신호를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 능동 진동 제어 장치(100), 저항 동력계(200) 및 저항 계측 장치(300)를 포함한다.
능동 진동 제어 장치(100)는 예인전차의 측정 프레임(F)을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 예인전차의 측정 프레임(F)에 가하는 역할을 한다.
능동 진동 제어 장치(100)는 진동 계측 센서(110), 진동 데이터 수집부(120), 제어부(130) 및 액추에이터(140)를 포함한다.
진동 계측 센서(110)는 예인전차의 측정 프레임(F)을 통해 인가되는 외부 가진을 계측하는 역할을 한다.
진동 데이터 수집부(120)는 진동 계측 센서(110)에서 계측된 외부 가진의 데이터를 수집하는 역할을 한다.
제어부(130)는 진동 데이터 수집부(120)에서 수집된 외부 가진의 데이터를 내장된 알고리즘을 통해 분석하여 이에 상응하는 제어신호를 액추에이터(140)에 출력하는 역할을 하는 마이크로프로세서이다. 제어부(130)는 진동 데이터 수집부(120)를 통해 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여 액추에이터(140)에서 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하도록 하고, 진동 계측 센서(110)를 통해 계측되는 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되는 지의 여부를 결정하여, 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되었을 때 액추에이터(140)의 방진 발생을 중지시키는 한편, 외부 가진의 레벨이 설정 값보다 크면 액추에이터(140)의 방진 발생을 계속 진행시킨다. 이는 예인전차의 측정 프레임(F)을 통해 인가되는 외부 가진을 최소화시킨 후 저항 동력 계측부(220)에서 모형 선박(B)에 걸리는 저항을 정밀하게 측정하기 위한 것이다.
액추에이터(140)는 제어부(130)에서 제어신호를 입력받아 동작하여 분석된 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생함으로써 예인전차의 측정 프레임(F)에 가하는 역할을 한다.
능동 진동 제어 장치(100)에 의해 외부가진을 최소화시키는 원리를 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 청색 실선으로 표시된 외부 가진이 예인전차의 측정 프레임(F)에 인가되며, 외부 가진 신호(F1)는 아래의 [수학식 1]에 의해 정의된다.
[수학식 1]
Figure 112018041277622-pat00001
[여기서, ω는 예인전차 구성 요소들의 가진 진동수, A는 진동 함수의 진폭, t는 시간을 각각 나타낸다]
액추에이터(140)에서 발생되는 외부 가진 신호와 역위상의 방진 신호(주황색 실선, F2)는 아래의 [수학식 2]에 의해 정의된다.
[수학식 2]
Figure 112018041277622-pat00002
[a는 F1과 F2의 진폭 오차, θ는 F1과 F2의 위상 오차를 나타낸다]
외부 가진 신호(F1)와 방진 신호(F2)가 서로 상쇄된 후 저항 동력 계측부(320)에 인가되는, 외부 가진이 최소화된 결과 신호(녹색 실선, F)는 아래의 [수학식 3]에 의해 정의된다. 여기서 진폭 오차(a) 및 위상 오차(θ)에 의해 능동 진동 제어 장치(100)의 성능 수준이 결정된다.
[수학식 3]
Figure 112018041277622-pat00003
결과적으로, 외부 가진 신호(F1), 방진 신호(F2) 및 결과 신호(F)는 도 5에 도시된 바와 같은 관계를 갖는 다고 볼 수 있다.
제어부(130)에서 사용하는 제어 기법은 적용하고자 하는 예인전차의 동특성에 맞춰서 사용된다. 대표적으로 많이 사용되는 제어 기법인 스카이훅(Sky-Hook) 알고리즘이나 DVF(Direct Velocity Feedback) 알고리즘, H∞, QFT(Quantitative feedback theory) 또는 유사 능동 제어 알고리즘 중에 적절한 것을 선정하여 작동되도록 하였다.
한편, 위에 설명한 진동 계측 센서(110) 및 진동 데이터 수집부(120)는 제거 또는 줄이고자 하는 진동 주파수 대역 또는 고유 진동수의 범위에 따라 선정되며, 그 진동 주파수 대역 또는 고유 진동수를 선정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
우선적으로 도 1에 도시된 바와 같이 예인 전차의 측정 프레임(F)에는 예인전차에서 발생되는 모든 기계적인 진동 요소들(즉, 외부 가진, 청색 실선으로 표시됨)이 전달되고, 이는 저항 동력 계측부(220)에 직접적으로 영향을 미친다. 이를 기본 조건으로 설정하여 제거 또는 줄이고자 하는 진동 주파수 대역 또는 고유 진동수 산정 절차를 수행하며, 전반적으로 절차는 아래와 같다.
1. 저항 동력 계측부(220) 및 예인전차 측정 프레임(F)의 동특성 확인(모형선박 설치 없이 수행) : 외부 가진이 종합적으로 나타나는 부분이며, 제거 가능한 피크(peak) 주파수나 주파수 대역을 선정하는 절차이다.
- 저항 동력 계측부(220)로부터 로 데이터(raw data)를 취득한다.
- 저항 동력 계측부(220)로부터의 로 데이터에 대한 FFT(Fast Fourier Transform) 분석하여, 예인전차 측정 프레임의 고유 진동수 및 동특성을 확인하고, 저항 동력 계측부(220)로부터의 로 데이터와 예인전차 측정 프레임(F)에서 나타나는 주요 피크 주파수 및 기계적 진동으로 의심되는 주파수 대역을 확인한다.
2. 예인전차의 각 파트별 동특성 확인
- 예인전차의 철골 프레임과 저항 동력 계측부(220)가 직접 설치되는 예인전차의 측정 프레임(F)의 고유 진동수를 확인한다.
- 구동 모터(M)와 휠(H)의 고유 진동수를 확인한다.
3. 최종 결론 도출
저항 동력 계측부(220)의 로 데이터의 FFT 분석 결과와 예인전차의 각 파트별 동특성의 분석 결과를 종합하여, 제거 또는 줄이고자 하는 진동 주파수 대역 또는 고유 진동수를 산정한다.
저항 동력계(200)는 모형 선박(B)에 연결되어 예인함과 아울러 모형 선박(B)에 걸리는 저항을 계측하는 역할을 하며, 저항 동력 계측부(220) 및 클램프(210)를 포함한다.
저항 동력 계측부(220)는 모형 선박(B)에 연결되어 예인함과 아울러 모형 선박(B)에 걸리는 저항을 계측하는 역할을 한다.
클램프(210)는 일측이 클램프 봉에 의해 모형 선박(B)과 연결되는 한편, 타측이 예인전차의 측정 프레임(F)에 연결되어 있으며, 예인전차의 가감속시 발생되는 힘으로부터 저항 동력 계측부(220)를 보호하는 역할을 한다.
저항 계측 장치(300)는 저항 동력계(200)에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하는 역할을 하며, 저항 데이터 수집부(310) 및 모니터링부(320)를 포함한다.
저항 데이터 수집부(310)는 저항 동력계(200)에서 출력되는 계측된 저항의 데이터를 수집하는 역할을 한다.
모니터링부(320)는 저항 데이터 수집부(310)를 통해 수집되는 저항 데이터를 분석하여 디스플레이하는 역할을 하며, PC(Personal Computer), 노트북, 넷북, 스마트폰 등이 사용될 수 있다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 의해 구현되는 저항 계측 방법을 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 의해 구현되는 저항 계측 방법을 나타내는 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.
먼저, 능동 진동 제어 장치(100)에 의해 예인전차의 측정 프레임(F)을 통해 인가되는 외부 가진을 계측하고(S10), 계측된 외부 가진의 데이터를 수집한 후(S20), 수집된 외부 가진의 데이터를 분석한다(S30).
이어서, 능동 진동 제어 장치(100)가 상기 스텝(S30)에서 분석된 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 예인전차의 측정 프레임(F)에 가하고(S40), 예인전차의 측정 프레임(F)을 통해 인가되는 외부 가진을 계측한 후(S50), 상기 스텝(S50)에서 계측된 외부 가진의 데이터를 수집한다(S60).
다음으로, 능동 진동 제어 장치(100)가 상기 스텝(S60)에서 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여(S70), 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하인지의 여부를 결정한다(S80).
상기 스텝(S80)에서 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되었을 때(YES), 능동 진동 제어 장치(100)가 외부 가진과 역위상의 방진 발생을 중지시킨다(S85).
이어서, 저항 동력계(200)에 의해 모형 선박(B)에 걸리는 저항을 계측한 후(S90), 계측된 저항의 데이터를 수집한다(S100).
이후, 저항 계측 장치(300)가 상기 스텝(S100)에서 수집된 저항의 데이터를 분석함과 아울러 그 분석 결과를 디스플레이한다(S110).
한편, 상기 스텝(S80)에서 외부 가진의 레벨이 설정 값보다 크면(NO), 상기 스텝(S10)로 진행된다.
본 발명의 실시예에 의한 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템에 의하면, 능동 진동 제어 장치가 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 이 외부 가진과 역위상의 진동을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하며; 저항 동력계가 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하며; 저항 계측 장치에 의해 상기 저항 동력계에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하도록 구성됨으로써: 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동을 최소화시키므로 저항 동력계에 의해 모형선에 걸리는 저항을 정밀하게 계측할 수 있으며, 최근 선박에 다양하게 적용되고 있는 에너지 절감 장치의 효과성 검증에도 매우 효율적으로 활용될 수 있으며, 별도의 예인전차의 기계적인 진동을 잡기 위한 일부 유지보수 작업(레일 교정, 휠 얼라인먼트 등)을 생략할 수 있어 시설 관리 측면에서도 경제적, 작업 시간 절약 등의 이득을 얻을 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 능동 진동 제어 장치
110: 진동 계측 센서
120: 진동 데이터 수집부
130: 제어부
140: 액추에이터
F: 예인전차 측정 프레임
200: 저항 동력계
210: 클램프
220: 저항 동력 계측부
300: 저항 계측 장치
310: 저항 데이터 수집부
320: 모니터링부

Claims (5)

  1. 모형 선박의 시험을 위해 사용되는 예인전차의 측정 프레임을 통해 전달되는 기계적인 진동을 최소화시킨 후 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템으로서:
    상기 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측 및 분석하고, 이 외부 가진과 역위상의 진동을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하는 능동 진동 제어 장치;
    상기 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는 저항 동력계; 및
    상기 저항 동력계에서 출력되는 계측 신호를 수집하고 분석하여 디스플레이하도록 구성된 저항 계측 장치;를 포함하며,
    상기 능동 진동 제어 장치는
    상기 예인전차의 측정 프레임을 통해 인가되는 외부 가진을 계측하도록 구성된 진동 계측 센서;
    상기 진동 계측 센서에서 계측된 외부 가진의 데이터를 수집하도록 구성된 진동 데이터 수집부;
    상기 진동 데이터 수집부에서 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여 제어신호를 출력하도록 구성된 제어부; 및
    상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 동작하여 분석된 상기 외부 가진과 역위상의 진동(즉, 방진)을 발생하여 상기 예인전차의 측정 프레임에 가하도록 구성된 액추에이터;를 포함하며,
    상기 저항 동력계는
    상기 모형 선박에 연결되어 예인함과 아울러 상기 모형 선박에 걸리는 저항을 계측하는 저항 동력 계측부; 및
    상기 예인전차의 가감속시 발생되는 힘으로부터 상기 저항 동력 계측부를 보호하도록 구성된 클램프;를 포함하며,
    상기 진동 계측 센서 및 진동 데이터 수집부는 제거 또는 줄이고자 하는 진동 주파수 대역에 따라 선정되며,
    상기 진동 주파수 대역 선정은
    상기 저항 동력 계측부로부터 로 데이터(raw data)를 취득하고,
    상기 로 데이터에 대한 FFT(Fast Fourier Transform) 분석을 수행하여, 예인전차의 측정 프레임의 고유 진동수 및 동특성을 확인하고,
    상기 로 데이터와 상기 예인전차의 측정 프레임에서 나타나는 피크 주파수 및 기계적 진동으로 예측되는 주파수 대역을 확인하며,
    상기 예인전차의 각 파트별 동특성 확인을 확인하며,
    상기 로 데이터의 FFT 분석 결과와 상기 예인전차의 각 파트별 동특성의 분석 결과를 종합하여 제거 또는 줄이고자 하는 진동 주파수 대역을 선정하는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수집된 외부 가진의 데이터를 분석하여 액추에이터에서 방진을 발생하도록 하고,
    상기 진동 계측 센서를 통해 계측되는 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되는 지의 여부를 결정하여, 상기 외부 가진의 레벨이 설정 값 이하가 되었을 때 상기 액추에이터에서의 방진 발생을 중지시키는 한편, 상기 외부 가진의 레벨이 설정 값보다 크면 상기 액추에이터에서의 방진 발생을 계속 진행시키는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 계측 장치는
    상기 저항 동력계에서 출력되는 계측된 저항의 데이터를 수집하도록 구성된 저항 데이터 수집부; 및
    상기 저항 데이터 수집부를 통해 수집되는 저항 데이터를 분석하여 디스플레이하도록 구성된 모니터링부를 포함하는, 능동 진동 제어 기술을 이용한 모형 선박의 저항 계측 시스템.
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