제어시스템공학_3.제어시스템의 모델링.

소개글

제어시스템에서의 모델링 : 시스템의 특성을 수학적으로 표현하는 선형 시불변시스템, 선형 시변시스템, 비선형 시불변시스템, 비선형 시변시스템으로 제어하는데 필요한 이론적 설계변환에 대한 기술이다.

목차

3.1 개요
3.2 운동방정식
3.3 상태방정식
3.4 임펄스응답과 전달함수
3.5 토막선도
3.6 비선형시스템의 선형화
3.7 모델링 사례
3.8 요점정리

본문내용

3.1 개요

1) 모델링 : 시스템의 특성을 수학적으로 표현하는 과정.
- 선형 시불변시스템
- 선형 시변시스템
- 비선형 시불변시스템
- 비선형 시변시스템

2) 전달함수 : 입력과 출력이 각각 하나씩인 비교적 단순한 선형시불변 시스템의 입출력관계를 표현함.
상태방정식 : 단일입출력 선형 시불변시스템은 물론이고 다변수(multi-variable) 시변 비선형시스템까지도 표현할 수 있음.

3) 토막선도(block diagram) : 복잡한 시스템을 효과적으로 표시할 수 있는 시각적인 표현법. 모의실험을 수행할 수 있는 컴퓨터꾸러미들이 제공되고 있어서 매우 효과적으로 사용되고 있다.

4) 비선형시스템 해석 및 설계법 : 대부분의 경우에 평형점(equilibrium point) 및 적절한 동작점(operating point) 근방에서 선형시스템으로 근사화하여 시스템을 해석하고 제어기를 설계한다.

5) 공학적인 입장에서 좋은 모델 : 허용된 모델오차 안에서 시스템을 가장 단순하게 표현하는 것


3.2 운동방정식(Equation of Motion)

‧ 플랜트의 운동방정식을 유도하기 위한 두 가지의 접근법 :
- 뉴턴역학(Newtonian mechanics) : 뉴턴(Newton)의 제2법칙에 바탕을 둔 벡터역학.
- 라그랑즈역학(Lagrangian mechanics) : 에너지개념에 바탕을 둔 해석적역학.

참고 자료

제어시스템공학/ 임동진 저/ 생능출판사 2005