[제어공학설계실험]실험5예비

소개글

레포트자료입니다(아라고진자)

목차

1. 실험의 목적

2. 관련이론

2-1. PI(Proportional and Integral) 제어기

2-2 PI 제어기 설계의 예

2-3. PID(Proportional, Integral and Derivative) 제어기

2-4 Zielger-Nichols 방법

2-5. PID 제어기의 여러 가지 형태

2-6. PID 제어기의 튜닝 팁

3. 예비레포트 작성사항

4. 참고문헌

본문내용

1. 실험의 목적
앞서서 했던 실험의 연장선에서 PI제어기를 설계하여 PD+PI제어기로 PID제어기를 설계한후 아라고 진자의 위치제어를 수행한다. 이때 나타나는 응답성능을 통해서 PI 및 PID 제어기의 특징을 파악하고 PD제어기와의 차이점을 관찰한다. 또한 Ziegler-Nichols 방식으 적용한 PID 제어기 설계를 직접 실험해본다.

2. 관련이론
앞의 실험4에서와 마찬가지로 feedforward control law와 제어기를 설계하여 진자를 제어하는데, 이때 실험4에서는 PD제어기를 이용하였고, 이번 실험에서는 PI제어기 혹은 PID제어기를 설계하여 실험을 수행해본다.
위의 제어기가 바뀌는 것 이외의 모든과정은 실험4에서와 동일하며 앞서 실험에서 구했던 선형화 모델 전달함수를 그대로 사용한다.
위의 식에서 보여지는바와 같이 G(s)는 원점에서 Pole이 없기 때문에 System Type는 0이된다. 이 경우 PD제어기에 대한 Unit-Step응답에 대한 정상상태 오차는 수식적으로나, 앞서서 실험했을때 우리가 원하는 각도를 정확하게 나타내지 못했으므로 0이 아님을 확인할 수 있었다.
따라서 이번 실험에서는 이러한 정상상태 오차값을 최대한 0으로 만들기 위해서 적분기가 포함된 제어기가 필요한데 PI제어기를 사용하면 된다. 하지만 PI제어기를 사용할 경우 Pole가 하나 추가 됨으로 제어 성능이 PD제어기보다 더 나빠질수 있기 때문에, 두가지의 장점만 뽑아낸 PID제어기를 사용한다.

참고 자료

[1]http://senslab.tistory.com/tag/PID
[2]http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0N9BU&articleno=2&_bloghome_menu=recenttext#ajax_history_home
[3]http://ko.wikipedia.org/wiki/PID_%EC%A0%9C%EC%96%B4%EA%B8%B0
[4]http://pinkwink.kr/313
[5]제어공학설계실험 교재 실험5
[6]KUO 자동제어