Vibration isolation tables, which are intended to isolate a payload from floor(base) motion, find application in optical experiments, semiconductor manufacturing and precise measurement. And the pneumatic vibration isolator(PVI) is one of the most widely used vibration isolator since a PVI can have a low stiffness resulted from the compressibility of air and can have sufficient damping resulted from capillary tube of a PVI. But, it is well known that the drawback of passive method to isolate vibration, such as PVIs, is the degradation of performance around natural frequency due to resonance phenomenon.
In this study, linear model of PVI without considering complex stiffness for diaphragm will be derived. And the application of an active control technique to pneumatic isolator, i.e. Time Delay Control(TDC), which is adequate for a nonlinear system with unknown dynamics, is proposed. A procedure of applying TDC law to a pneumatic isolator and experimental result is presented. And from the result of experiment, we verify the effectiveness of TDC in the improvement of the vibration isolation performance.
최근 지반 진동을 절연하기 위한 제진대(Vibration isolation table)가 광학 장비, 반도체 공정 또는 정밀 측정등의 분야에서 많이 활용되고 있다. 이 중 공압 제진대(Pneumatic Vibration isolator : PVI)는 공기의 압축성으로 인한 낮은 강성과 모세관으로 인한 감쇠 효과로 인해 널리 활용되고 있다.
하지만 수동형 공압 제진대(Passive PVI)는 공진 주파수 부근 영역에서 제진대로서의 역할을 하지 못하며 공진주파수에서는 오히려 지반 진동을 증폭시키는 단점을 가지고 있다. 그러나 능동 제어 기법을 적용하면, 공압 제진대의 고유 진동수 및 이하 주파수 범위에서도 진동 절연 성능을 향상시킬 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 능동 제어 기법 중 시간 지연 제어 기법을 이용하여 공압 제진대의 제진 성능을 향상시키려 한다. 먼저 다이어프램의 복소 강성을 고려하지 않은 공압 제진대의 선형 모델을 유도한다. 그리고 공압 제진대의 능동 제어 기술로 계의 불확실한 동역학과 비선형성에도 적합한 시간 지연 제어 기법을 제안한다. 공압 제진대에 시간 지연 제어 기법을 적용하고 그 실험 결과를 제시한 다음 그 결과로부터 공압 제진대의 성능을 향상시키는 데 있어 시간 지연 제어 기법의 효용성을 입증한다.
