인하대학교 / 기계공학실험A_DC모터제어_결과보고서

목차

1. 실험내용에 관한 전반적인 정리
2. 실험 결과 정리
3. 고찰

본문내용

감쇠가 없는 1차 시스템과 감쇠가 있는 2차 시스템과 기본적인 DC 모터 제어에 대한 이론 학습 후 주파수와 전달함수를 구하고, 주파수에 따른 출력 gain, 위상차, dB를 Bode plot 으로 나타내보고, 시정수, cut-off frequency 등을 계산해보는 실험을 진행했다.

첫 번째 실험에서 전압을 가해준 뒤 부하가 없는 1차 시스템에 step-input을 주고 Output을 얻은 후 Gain과 시정수를 구했다. 무부하에서의 Gain의 데이터는 [5.95(-2.95~3)/6(-3~3) -> 5.95 x 0.632 = 3.7444..] 로 3.75로 근사치를 두어 시정시를 읽었을 때 0.16 초의 값을 얻을 수 있었다.
부하에서의 값과 비교해 보면 부하가 있을 때 Output이 작아지면서 시정수와 Gain 모두 작은 값임을 확인할 수 있었다. 시정수가 더 작기 때문에 빠르게 반응한 것이라 볼 수도 있다.

두 번째 실험은 20mHz부터 5Hz까지 input frequency를 주었을 때 각각 Output amplitude, Phase Lag, Amplitude Ratio를 측정 및 계산한 후 Bode plot으로 그래프를 나타내보고 이 데이터 값을 기반으로 Cut-off frequency를 계산했다. 또한 진폭비율 관계식과 선형보간법을 통해 3dB가 되는지점과 위상지연 관계식으로부터 –45도가 되는 지점으로 대수적으로 계산했다. 데이터상에서 500mHz와 1Hz 사이의 간격에서 데이터의 큰 변화폭이 발생했고 예상대로 이 부분에서 cut-off frequency가 발생했다. frequency를 log scale로 하여 amplitude ratio와 phase lag를 그래프로 나타내면, 어떤 특정한 시점에서 y축의 변화가 크게 발생하는데, 역시 확인할 수 있었다. 선형보간법을 이용하여 구한 Average Cut-off frequency는 0.859Hz였다.

참고 자료

없음