[A+]전남대 기계공학실험 모터제어실험

소개글

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목차

1. DC 모터 모델링 검증 실험
1) 수학식으로부터 예측된 계산된 관성모멘트 값은?
2) 스크린을 저장하여 의미를 검토하여라.
3) 각속도가 차이나는 이유에 대해서 분석해보아라.

2. DC 모터 속도 제어 실험
1) [비례제어기/P제어기] 는 0.0(V⦁s/rad), 는 0.0 (V/rad/s)로 설정하고, 를 바꾸어가며 비례 제어 상수가 바뀜에 따라 그래프가 어떻게 변하는지 분석해 보아라.
2) [비례미분제어기/PD제어기]는 5.0 (V/rad), 는 0.01 (V/rad/s)로 설정하고 를 0.0(V⦁s/rad)에서 5.0(V⦁s/rad)로 바꾸어가며 미분 제어 상수가 바뀜에 따라 그래프가 어떻게 변하는지 분석해 보아라.
3) [비례적분제어기/PD제어기]는 0.05 (V/rad), 는 1.0 (V⦁s/rad)로 설정하고 를 0.1 (V/rad/s)에서 2.0(V⦁s/rad)로 바꾸어가며 적분 제어 상수가 바뀜에 따라 그래프가 어떻게 변하는지 분석해 보아라.
4) [비례적분미분제어기/PD제어기]는 0.1~5.0 (V/rad), 는 0.0~2.0 (V⦁s/rad), 는 0.0~2.0 (V/rad/s) 사이에서 바꾸어가면서 빠르면서도 정확한 PID 제어 상수를 찾아보아라. 제어 결과에 따른 그래프에 대해서 왜 좋다고 판단했는지 기술하여라.
5) 비례제어 상수, 미분제어 상수, 적분제어 상수를 바꿀 때 출력값이 어떻게 되는지 기술하여라.

3. 역진자 제어 실험
1) 역진자가 잘 거꾸로 유지되고 있는지 확인하고, 역진자의 끝점을 살짝 살짝 치면서 반응을 분석하여라.
2) Amplitude (deg) 값을 20으로 한 뒤, 그 결과를 분석해보아라.

본문내용

(1) 이론값에 오차가 발생한 경우
① 위에서 기술한 이론식을 구할 때, Kirchoff의 전압 법칙을 사용하기 위해서 수학적으로 모델링을 매우 간단하게 하였다. 그러나 실제 system은 훨씬 더 복잡하기 때문에, 이를 단순하게 모델링하는 과정에서 오차가 발생했을 것이다.

② 교재의 표에 나온 값들을 사용했는데, 이 값이 디스크, 허브 등의 질량이나 저항, inertia 등의 실제값과는 차이가 있을 것이다. 이론값과 실제 작동하는 환경이 다르기 때문에 이는 오차를 유발한다.

(2) 실험값에 오차가 발생한 경우
① 모터에 전력을 주게 되면 엔코더에서 각도 값을 읽어오고, 각도 값을 라디안으로 바꿔준다. 바꾼 라디안 값을 또 속도로 변환하기 위해 미분해주는데, 이러한 일련의 과정을 통해 얻은 데이터는 중간에 loss가 발생하거나, 노이즈가 있을 수 있으며 이 때문에 오차가 생긴다.

② 엔코더로 측정할 때, 엔코더가 가진 고유한 에러가 존재한다. 엔코더의 정확도는 실제 위치와 엔코더가 보고한 위치의 차이를 나타낸다. 즉, 측정치의 최대 오차를 나타낸다. 엔코더의 정확도는 100%가 되지 않으며, 따라서 오차는 발생한다.

참고 자료

없음