동적 가속도와 시간에 따라 변하는 진동 환경의 종합 시뮬레이션을 실현하기 위해, 동적 가속도장에 적응하는 경량 광대역 구동장치를 개발하였다. 우선 압전-유압 직렬 복합 구동 방법과 장치 구성을 제안하여 기존 구동 방법의 '광대역이면서 경량이 아님, 경량이지만 광대역이 아님' 문제를 해결하였다. 6개의 단위가 병렬로 구성된 압전 구동 모듈을 설계하고 정밀한 조립 공정을 구축하여 병렬 구동 효율을 74.2% 달성하였다. 동적 가속도 환경에서 광대역 구동 요구를 충족하기 위해 유압 내장식 중심 제어 방안을 제시하고 '실린더 내 실린더' 구조의 유압 구동 모듈을 개발하였다. 주파수 분배기를 기반으로 직렬 복합 구동 시스템의 주파수 제어 방법을 제안하여 압전 및 유압 구동 모듈의 협조 운전과 균형 출력을 실현하였다. 힘 균형 제어와 영위치 피드백 보상 제어를 결합하여 유압 구동 모듈 중심 제어 방법을 제안함으로써 동적 가속도 환경에서 정밀한 중심 제어를 달성하였다. 가변 이득과 장시간 파형 재현 두 가지 시간 변동 진동 제어 방법을 제안하고 통합 제어 시스템을 개발하였다. 시험 결과 직렬 복합 구동 장치는 원심 가속도가 60g 이상이고 가속도 변화율이 15g/s 이상인 조건에서 50kg 하중 하에 6g (rms) 진동 가속도 및 10~2000Hz 주파수 범위의 광대역 구동을 각각 구현하였다. 해당 장치는 여러 관성 기기, 부품 및 시스템의 환경 시험에 적용되어 하중 제어 효과가 우수하였다. 비행 시험과 비교할 때 본 연구 성과는 항공기의 유도, 제어 시스템 기능 성능 평가를 위한 효율적이고 경제적인 실험실 수단을 제공하며, 특히 대규모 데이터 획득 측면에서 장점을 가진다.

압전 구동; 유압 구동; 유연 구조; 미세 변위 증폭; 원심기