[제어]매스-스프링-댐퍼 시스템의 63가지 형태의 응답 시뮬레이션

소개글

이 제어계는 아래와 같은 질량-스프링-댐퍼 시스템에 정현파 입력(sin(w*t))이 주어질 경우 각 zeta와 wn, w의 변화에 따른 시스템의 주파수응답을 확인하도록 하는 것이다.

목차

<프로그램 목적>
<프로그램 개요>
<프로그램 설명>
<프로그램 결과 및 분석>

본문내용

<프로그램 목적>
이 제어계는 아래와 같은 질량-스프링-댐퍼 시스템에 정현파 입력(sin(w*t))이 주어질 경우 각 zeta와 wn, w의 변화에 따른 시스템의 주파수응답을 확인하도록 하는 것이다. 주어진 zeta, wn, w는 각각 다음과 같다.

<프로그램 개요>
주어진 값에 대한 시스템의 주파수응답을 비교,분석하기 위해 입력 sin(w*t)과 출력의 위상과 크기를 비교하도록 하였다. 시스템은 안정하다고 가정하였으며 초기조건은 초기속도=0, 초기 변위=0인 상태로 설정하고 시뮬레이션하였다. 주어진 조건들에 대한 그래프를 그려본 결과 그래프 수가 많아 가시적으로 비교 분석이 용이한 조건들을 임의 추출해 분석하고 이를 전체적인 시스템의 응답과 비교하여 최종 결과를 산출하도록 하였다.

<프로그램 설명>
이 프로그램은 주어진 wn,zeta,w에 대해 시스템을 모델링하여 함수화 하고 이를 ode45를 사용해 프로그래밍하였다. 주어진 3개 변수는 시스템 모델 함수내에서 사용할수 있도록 전역변수로 취급하여 설정하였고. 이 변수에 주어진 조건들이 차례로 입력되도록 Wn, Zeta, W의 배열을 사용하여 조건값들을 저장하였다. 시스템 응답은 20초 이내에서 확인하도록 하였고 초기조건은 속도, 변위 모두 0으로 설정하였다. 각 배열 W,Zeta,Wn은 i,j,k 순으로 제어할수 있도록 하였고 이 배열값들은 w,zeta,wn의 변수들을 사용하여 시스템 모델 함수에서 사용할 수 있도록 하였다. 7개 w의 입력을 기준으로 각 입력에 대해 zeta와 wn의 변화에 따른 응답을 비교하도록 하였다, 이 때 zeta와 wn의 변화시 zeta를 기준으로 각 zeta에 대한 wn의 변화를 도시하도록 프로그래밍을 하였다. 다시 말해, 기준 고정 순서는 w->zeta->wn으로 되어 있으며 이에 따라 그래프 도시는 각 입력에 대한 7개의 창으로 입력을 구분하고 각 창을 3개의 zeta로 분할하여 wn에 대한 그래프를 도시하여 비교하도록 하였다.

참고 자료

없음