도립 진자 실험

소개글

이번‘도립 진자 실험’의 실험요약은 다음과 같다.
도립 진자 시스템(Inverted Pendulum System)은 카트위에 거꾸로 세워진 진자가 불안정한 평점에서 쓰러지지 않도록 수직인 안정 상태를 유지하는 장치이다. 물리 시스템의 수학적 모델링과 불안정 시스템을 안정화시키기 위한 피드백 제어에 대해 이해하고 실제로 도립 진다 시스템을 제어할 수 있도록 하는 데에 목적을 두고 있는 실험으로써, 실제로 오차에 비례하는 크기의 힘을 가하는 방법인 비례(Proportional) 제어와 오차의 변화에 비례한 신호를 가하는 방법인 미분(Derivative) 제어 방법을 각각 실험하고, 병행해서 실험을 하여 알맞은 입력을 찾아서 그 실험값과 결과 값을 얻는다.
실험을 통해 얻는 데이터와 그에 따르는 그래프를 이론적인 데이터와 비교, 분석하고, 제어 시스템에 관한 전문적 지식과 실생활에 쓰이는 예를 찾아보고 습득하는 실험이다.

목차

Ⅰ. 서 론
ⅰ. 실험목적
ⅱ. 실험이론

Ⅱ. 본 론
ⅰ. 실험장치
ⅱ. 실험방법
ⅲ. 실험 시 유의사항

Ⅲ. 결 론
ⅰ. 그래프 원인과 결과 분석
ⅱ. 실생활에 이용되는 디지털 제어시스템
ⅲ. 결론 및 고찰
ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 서 론

ⅰ. 실험 목적
이번 도립 진자 실험의 목적은 다음과 같다.
도립 진자 시스템(Inverted Pendulum System)은 카트위에 거꾸로 세워진 진자가 불안정한 평점에서 쓰러지지 않도록 수직인 안정 상태를 유지하는 장치이다. 물리 시스템의 수학적 모델링과 불안정 시스템을 안정화시키기 위한 피드백 제어에 대해 이해하고 실제로 도립 진다 시스템을 제어할 수 있도록 하는 데에 목적이 있다.

ⅱ. 실험 이론
1. 도립진자의 구성
도립진자 시스템은 모터의 회전력을 볼 스크류를 통하여 전달하고, 볼 스크류를 통해 직선 운동으로 변화된다. 직선운동은 볼 스크류에 연결되어 있는 카트를ㄹ 이송시킨다. 카트위에 올려진 진자가 쓰러지지 않도록 카트의 위치를 조정한다. 따라서, 두 개의 센서로 기울어진 각도와 카트의 수평위치를 검출하고 검출된 데이터를 바탕으로 모터를 회전시켜 카트의 위치와 진자의 각도를 제어한다. 즉, 도립진자 시스템은 두 개의 입력과 하나의 출력을 보내는 시스템이다.

참고 자료

① Richard C. Dorf 외 1명, "최신 제어시스템", PEARSON Prentics Hall, 2007,
pp 481~484
② Gene F. Franklin 외 2명, “동적 시스템 제어”, 반조출판사, 1995, pp 216, 223
③ Katsuhiko Ogata, “현대제어공학”, 사이텍미디어, 2003, pp 680~690
④ Phillip. Nagle, “디지털 제어 시스템”, 대양사, 1998, pp 274
⑤ www.mocie.go.kr 산업자원부 홈페이지