제어공학설계_과제(4788606)(최종完-_제출)

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제어공학설계_과제(4788606)(최종完-_제출)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 모델....................................... 3

2. 모터 제원 및 라플라스 변환...... 4

3. 블록선도................................. 6

4. 관성 모멘트 ....................... 9

5. PD 제어기 설계...................... 14

6. 안정도 판정........................... 16

7. 를 변경한 결과.................... 16

8. 결과 및 느낀점....................... 19

9. 참고 문헌............................... 20

본문내용

제어공학 설계과제
설계 보고서
(모터 위치 제어 시스템 모델링 및 제어기 설계)
제 어 공 학
이 병 수 교수님
기계·자동차 공학과
목차
1. 모델....................................... 3
2. 모터 제원 및 라플라스 변환...... 4
3. 블록선도................................. 6
4. 관성 모멘트 ....................... 9
5. PD 제어기 설계...................... 14
6. 안정도 판정........................... 16
7. 를 변경한 결과.................... 16
8. 결과 및 느낀점....................... 19
9. 참고 문헌............................... 20
모델
모터 제원 및 라플라스 변환
① 발생 토크는 전류에 비례
② 역기전력
③ 전압법칙(전기회로)
④ 뉴턴의 법칙 ()
치차열 등가
④번의 식에서 P를 소거하고 정리한후
를 대입한
라플라스 변환




을 식을 대입하면
식은
블록선도
를 구해보면
식을 식에 대입하면
이 식에 식를 대입하면
에 대하여 정리
,
(PD제어기 입력)
관성 모멘트
은 모터의 제원에서 Armature Inertia의 값이다. 이는 이다.
이를 SI단위계로 고치면 이다.
피치원(PCD)구하기 → 수업 시간 내용을 토대로
은 모터에 연결된 기어로서 ,
은 큰 기어이며 ,
질량관성 모멘트를 구하는 공식은 이다. 질량관성 모멘트를 구하기 위해서는 m(질량)이 필요하므로 m은 이다.
를 알기 위하여 재질은 탄소강(S45C)으로 가정.
PD제어기 입력전의 값
PD제어기 입력 후의 값
,
PD 제어기 설계
특성방정식
조건
가 0.78거나 0.78보다 클때 가 성립한다.
일단, 를 0.78로 택하여 계산해 보았다.
이라서 등식이 성립이 되지 않는다. 그래서 이기 때문에 값을 28.1로 정하였다.
안정도 판정
※ 를 0.78로 가정하였을 때 안정하다. (점근안정)
를 변경한 결과
가 0.78보다 큰 경우 (를 0.81로 가정)
,
안정도
※ 를 0.81로 가정하였을 때 안정하다.(점근안정)
가 0.78보다 큰 경우 (를 0.85로 가정)
,
안정도
※ 를 0.85로 가정하였을 때 안정하다.(점근안정)
→ 감쇠값이 다 1보다 작기 때 문에 부족감쇠 식을 이용하여 y 축의 값을 구하였다.
결과 및 느낀 점
과제에서 주어진 ,의 값을 범위를 맞추기 위해서는 이고 로 설계를 하여야 한다. 값을 변경하며 계산해 보았고 이를 통하여 값이 커질수록 과 은 증가하며 값과 은 감소한다는 것을 알게 되었다. 그리고 값도 에 비례하여 증가한다는 것도 알게 되었다.
과제를 하며 느낀 점이 있다면 수업시간에 배운 것을 토대로 제어기를 설계 할 수 있어서 보람 있었고 이런 저런 것들을 찾아보면서 많은 것을 배우게 된 거 같다.
참고문헌
1. 제어공학 강의 자료. ( 3장 전달함수 블록선도, 4장 모델링, 7장 시간영역 해석,
비행기 제어면 예제, 10장 제어기 설계) - 이병수 교수님
2. 탄소강의 밀도.
http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=11&dirId=1114&docId=58441192&qb=7YOE7IaM6rCVIOuwgOuPhA==&enc=utf8§ion=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0&pid=gXeoqc5Y7tCssbDeMn4ssc--078020&sid=TuRoAwVI5E4AAD01HYY,
http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=5682e01583604573ab367e6b1e7f09bf

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