일반적으로 회전체는 회전부와 정지부에 비대칭 특성을 가질수 있다. 회전체의 우연 또는 의도된 비대칭성 또는 비등방성은 회전체의 질량불균형 응답, 위험 속도 그리고 안정성 등의 동특성을 이상적인 등방 회전체와 다르게 변화시킨다. 따라서 이러한 비대칭 또는 비등방성의 성질을 정확히 알아내는 것이 회전 기계의 동특성의 물리적인 이해를 위하여 필수적인 것이 되고 있다.
회전체의 모드 매개 변수를 효과적으로 구하기 위하여, 복소 입력과 복소 출력으로 정의된 소위 방향성 주파수 응답 함수를 사용한 복소 모드 시험법이 최근에 개발되었다. 이는 전방 그리고 후방 모드의 방향성 뿐만 아니라 이를 주파수 영역에서 분리시켜 효과적인 모드 시험이 가능하였다. 특히 회전체 시스템에서의 비대칭성 또는 비등방성이 이러한 방향성주파수 응답 함수로부터 바로 구해질 수 있다.
본 연구의 주목적은 회전기계의 복소 모드 시험을 위한 방법들을 개발하는 것으로 크게 세 부분으로 구성되어 있다. 첫번째 부분은 복조 기술을 기초로한 비등방성 회전체의 새로운 가진방법을 제안하는 것에 있는데, 이 방법은 한 개의 정상 랜덤 신호만을 필요로 하는 것으로 가진 신호를 얻는 것이 더욱 간편한 방법이다. 한 개의 정상 랜덤 신호를 같은 주파수를 갖고 위상이 90도 만큼 차이가 있는 반송주파수로 각각 변조 시킴으로서 회전체 모드 시험을 위한 두 개의 실수랜덤 신호가 얻어진다. 이 방법은 두 실수 신호 사이에서 상관 관계가 있을 수 있다는 점에서 널리 사용되어 오고 있는 비상관 등방 랜덤 가진 방법과는 다른 방법이다. 여기서 추정되는 방향성 주파수 응답 함수의 범위를 최대로 하고 변조 효과를 최대로 하기 위해서 이산 푸리에 변환에서의 주파수해상도의 세배만큼으로 반송 주파수를 설계하는 것을 추천하였다.
두 번째 부분은 회전체의 복소모드 시험을 위해 필요한 가진기 및 센서의 갯수에 따른 여러 가지 가진 및 측정 기술에 대해 체계적으로 논의한다. 비교를 위하여 방향성 주파수 응답함수와 본질적으로 동일한 일반적 주파수응답 함수를 도입하여 각 방법의 물리적인 구현을 명확히 하였다. 비대칭성 회전체의 시스템 규명을 위하여 제안된 한 개의 가진기 - 두 개의 센서 방법은 표준 방법인 두 개의 가진기 - 두 개의 센서 방법과 방향성주파수 응답 함수를 추정해내기 위한 동일한 방법이라는 것이 밝혀졌다. 한편, 두 개의 가진기 - 한 개의 센서 방법인 경우에는 양방향 가진을 위한 동일 크기와 상관 관계가 없는 한 쌍의 랜덤 신호가 필요한 것이 밝혀졌다. 그리고 비대칭성의 정도를 나타내는 역 방향성 주파수 응답 함수인 경우에는 한 개의 가진기 - 한 개의 센서 방법으로도 충분히 규명이 가능함을 보였다. 한 개의 가진기 - 한 개의 센서 방법의 응용 예로서 회전체의 균열 진단방법이 새롭게 제안하고 논의 하였다.
마지막으로 보다 쉬운 회전체의 가진 및 측정을 위하여 베어링 지지부 가진 방법과 측정 방법을 제안하고 널리 사용되어 오고 있는 회전부 가진 및 측정 방법과 비교하였다. 이 방법은 보통의 가진기로 베어링 지지부를 가진하므로 특별한 비접촉 형태의 가진기 등이 필요 없기 때문에 단순한 방법이다. 그러나 이 방법은 회전부 가진 방법에 비해 낮은 모드 주파수의 모드를 알아내기 어려운 단점이 있다.
