제어설계공학실험 결과 5.1

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 내용 및 개략
3. 결론 및 고찰

본문내용

1. 실험 목적

1) PI 및 PID 제어기를 설계하여 아라고 진자의 위치제어를 수행하고 응답성능을 관찰한다.
2) PI 및 PID 제어기의 특징을 파악하고 PD 제어기와의 차이점을 관찰한다.
3) Ziegler-Nichols 방식을 적용한 PID 제어기 설계를 실험한다.

2. 실험 내용 및 개략

이번 실험은 앞서 실험4에서 했던 실험의 연장선상에서 최종적으로 PID제어기를 구현하여 보다 더 정확한 아라고 진자의 각도제어를 수행하기 위한 실험이었다. 우선 처음으로 앞서 구현했던 PD제어기 이외에 PI제어기를 따로 구현하여서 이에 대한 특징들을 실험으로써 확인해보고, 그리고 PID제어기를 구현하여서 각도를 제어해 보았다.

<중 략>

위의 45°때 와 마찬가지로 심하게 진동하는 그래프가 그려졌고, 정확하게 정상상태에 도달하지 못했다. 아무리 계수를 튜닝해도 계속 진동만 할뿐 우리가 원하는 값을 얻기는 힘들었다. 180°에 대해서는 시뮬레이션으로는 결과를 얻기가 힘들었다. 그 이유를 간단하게 고려해보면 120°의 그래프를 만들 때도 불안정 영역이기 때문에 상당히 힘들게 약간 비슷한 정도로만 만들 수 있었는데, PI제어기만으로 상당히 불안정한 영역인 180°를 제어하기가 어려웠기 때문이다. 시뮬레이션으로도 잘 동작하지 않아서 실제 실험으로 먼저 실험 후에 적용시켜보려고 시도하였지만 적절한 계수 튜닝값을 찾기는 상당히 어려웠고, 시뮬레이션 상에서도 마찬가지로 적당한 계수값을 찾을 수가 없었다.

<중 략>

이번 실험은 이번학기의 프로젝트 이전의 마지막 실험인 PID제어기를 설계해보는 실험이었다. 이 실험의 결과로 PI제어기를 우선 설계하였는데, 위의 결과 분석에서도 설명하였듯이 PI제어기의 경우에는 시뮬레이션에서는 상당히 심한진동이 있었으나, 최종적으로 우리가 제어하기 원하는 값으로 수렴해감을 확인 해 볼 수 있었다. 또한 PID제어기는 앞서 실험하였던 PD제어기와 PI제어기의 장점을 뽑았기 때문에, 보다 정확하고 신속하게 우리가 원했던 위치로 진자를 위치시킬 수 있었다

참고 자료

없음