Vibration test system consisting of a single shaker and a slip table is the most widely used for a horizontal direction launch environment test. When the single shaker is controlled according to the average of absolute responses at interface points, the test article will have a quite different vibration response depending on the installation position of its slip table. To improve the uniformity of the test article responses for each test configuration, an additional shaker can be installed to the opposite side of the slip table. Currently a multiple-shaker vibration test system is used for the single axial launch environment test. However, each shaker is controlled by a single drive signal. This approach is effective in increasing the force capability, but it cannot sufficiently reduce the difference of the payload response. Independent control of multiple shakers is required. However, conventional Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) control methods have limitations when controlling several interface responses within the tolerance and have problems of control the responses for low frequency band.
This study proposes a new control method for simulating a horizontal direction launch environment; the combination of interface responses is controlled for the high frequency band and only a single shaker is controlled for low frequency band. The validity of the proposed method is presented through an analysis of the finite element model and experimental results.
단일 가진기와 슬립 테이블로 구성된 진동 시험 시스템은 수평 방향의 발사 환경을 모사하는 데 가장 널리 사용되고 있다. 시험 대상체와 진동 시험 시스템 경계의 여러 점의 응답에 대한 절대값 평균 기준으로 단일 가진기를 제어할 때, 시험 대상체의 진동 응답은 진동 시험 시스템 및 슬립 테이블 상의 대상체 설치 위치에 따라 상당히 다르게 나타날 수 있음을 확인하였다. 다양한 진동 시험 구성에 대한 대상체 응답의 균일성을 개선하기 위해 슬립 테이블 반대편 가진기의 추가 설치를 제안하였다. 현재 단일 축 발사 환경 시험은 다중 가진기 시스템을 사용하는 경우에도 각 가진기를 단일 구동 신호로 제어되고 있다. 이 방법은 전체 진동 시험 시스템의 가진력을 높이는데 효과적이지만, 대상체의 응답 차이를 충분히 개선할 수 없는 한계가 있다. 다중 가진기 시스템의 개별 제어가 필요하나, 기존의 다중입력 다중출력 제어 방법은 다수의 인터페이스 응답을 제어할 때 허용오차 내에서 제어하지 못하는 문제점과 저주파수 대역의 응답 차이를 발생시키는 문제점을 확인하였다.
본 연구에서는 수평 방향 발사 환경 모사를 위하여 단일 가진기만으로 저주파수 대역을 제어하고 고주파수 대역에 대해서는 인터페이스 조합의 벡터 평균을 기준으로 다중 가진기를 제어하는 새로운 제어 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 안정성 개선과 타당성은 유한 요소 모델과 시험 결과의 분석을 통해 확인하였다.
