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도립진자 실험 및 PID 제어 원리2025.11.181. 도립진자(Inverted Pendulum) 도립진자는 무게중심이 회전중심보다 위에 위치하는 불안정한 시스템의 진자이다. 일반 진자와 달리 중력에 의해 자연적으로 넘어지려는 특성을 가지고 있다. 도립진자는 세그웨이, 로봇 보행, 웨어러블 로봇 등 다양한 실제 제품에 적용되며, 카트 위의 모터 제어를 통해 진자의 각도를 조절하여 균형을 유지하는 원리로 작동한다. 2. 도립진자의 응용 제품 세그웨이는 5개의 자이로스코프 센서와 2개의 가속도 센서를 이용하여 기울기와 가속도를 측정하고 사용자의 몸 기울기에 따라 이동속도를 조절한다. ...2025.11.18
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전기회로설계 및 실습_설계 실습10. RLC회로의 과도응답 및 정상상태응답_결과보고서2025.01.211. RLC 회로의 과도응답 및 정상상태응답 RLC 회로에서 전압의 값에 따라 감쇠 상수와 공진주파수의 값이 달라지고, 감쇠 상수와 공진주파수의 대소 관계에 따라 과감쇠, 임계감쇠, 부족감쇠의 3가지 다른 회로 응답이 나오는 것을 확인했습니다. 또한 각 회로 응답에서 측정 공진주파수와 이론 공진주파수를 구하고 1% 이내의 오차를 갖는 것을 확인했습니다. 마지막으로 저항을 제거한 LC 회로에서 공진 주파수를 측정하고 이론 값과 비교하여 1% 이내의 오차가 나오는 것을 확인했습니다. 2. RLC 회로의 감쇠 주파수 측정 RLC를 직렬로...2025.01.21
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기계공학실험: PID 제어 실험 보고서2025.11.141. PID 제어 시스템 PID 제어는 Proportional(비례), Integral(적분), Differential(미분) 제어로 구성된다. P 제어는 목표값과 현재값의 차이에 비례하여 조정하는 방식이고, I 제어는 편차가 지속되면 조작값을 증가시켜 편차를 제거하며, D 제어는 편차의 변화율을 제어한다. 실험 결과 P=7, D=2.5, I=2.5일 때 15도 목표값에 대해 15.12도로 0.8% 오차율을 보여 가장 적절한 게인 설정으로 확인되었다. 2. 개루프 및 폐루프 제어 시스템 개루프 시스템은 입력값 변화에 따라 출력값이 ...2025.11.14
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열전도 실험 보고서2025.11.141. 열전도율(Thermal Conductivity) 열전도율은 재질의 열을 전도하는 능력을 나타내는 물리량으로, 단위는 W/m⋅K입니다. 본 실험에서는 구리의 열전도율 401W/m⋅K을 기준으로 하였고, 스테인리스의 이론적 열전도율은 16.2W/m⋅K입니다. 재질이 구리에서 스테인리스로 변할 때 열전도율이 크게 변하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 재질의 특성에 따라 열을 전도하는 능력이 크게 달라짐을 의미합니다. 2. 열저항(Thermal Resistance) 열저항은 R = L/(K×A) 공식으로 계산되며, 열이 물질을 통과할...2025.11.14
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기초회로실험 RC회로의 과도응답 및 정상상태응답 실험 결과보고서2025.04.291. RC 회로의 과도응답 RC 회로에서 과도응답을 수학적으로 도출하고 실험적으로 확인하였다. 시정수를 측정하고 다양한 RC 회로 구성에서 출력 파형을 관찰하였다. 시뮬레이션의 한계로 인해 정확한 측정에 어려움이 있었지만, 이론값과 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 2. RC 회로의 정상상태응답 RC 회로에서 정상상태응답을 수학적으로 도출하고 실험적으로 확인하였다. 입력이 정현파일 때 출력 파형을 관찰하고 이론값과 비교하려 하였으나, 시뮬레이션의 한계로 인해 정확한 위상 지연 시간을 측정할 수 없었다. 따라서 이론값과의 오차를 구하...2025.04.29
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PID 제어기를 이용한 모터 응답특성 분석2025.11.181. 비례 제어(P 제어) 비례 제어 게인 Kp가 증가하면 Overshoot이 증가하고 Overshoot 도달 시간은 단축되며 Settling time이 증가한다. Kp를 높이거나 낮춤으로써 파워를 조절할 수 있으나, 오차값에 비례한 제어 작용으로 인해 Overshoot이나 Vibration이 발생할 수 있다. 또한 목표값과 현재 상태의 차이가 작아질수록 정확한 도달이 어려워지는 Steady-state error가 발생한다. 2. 미분 제어(D 제어) 미분 게인 Kd를 높여줌으로써 Output의 급격한 변화에 제동을 걸어 Overs...2025.11.18
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PID 공정제어 레포트2025.05.091. PID 제어 시스템 PID 제어는 폐회로 제어의 일종으로, 비례(Proportional), 적분(Integral), 미분(Differential) 제어기의 약자이다. PID 제어는 출력값을 측정하고 이를 목표값과 비교하여 오차를 계산하고, 이 오차값을 이용해 제어에 필요한 제어값을 계산하는 구조이다. PID 제어는 단순 피드백 제어의 단점을 극복하기 위해 사용되며, 비례, 적분, 미분 제어의 각 성분이 오차값, 오차값의 적분, 오차값의 미분에 비례하여 제어 작용을 한다. 2. PID 제어의 구성 요소 PID 제어는 비례(P),...2025.05.09
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SUS 304 시편의 열전도도 측정 실험2025.11.161. 열전도(Heat Conduction) 열전도는 연속체 내에 온도구배가 있을 때 물질의 시각적 이동 없이 열이 흐르는 현상입니다. 전자의 이동에 의해 고온 영역에서 저온 영역으로 에너지가 이송되는 열흐름 메커니즘입니다. 금속과 같은 전기 양도체는 열적으로도 양도체이며, 금속 고체 내 열전도는 구속되지 않는 전자의 운동에 기인합니다. 불양 전기 전도체인 고체나 액체에서는 온도구배에 따른 분자의 운동량 전달에 의해 열전도가 발생합니다. 2. Fourier 법칙과 열전도도 계산 1차원 정상상태에서 열유속(Heat flux, q/A)이...2025.11.16
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기계공학실험Ⅱ 열전달 실험 A+ 보고서2025.11.151. 열전도(Thermal Conduction) 고체나 정지된 유체를 통한 열전달 현상으로, 물질의 고유한 특성값인 열전도계수(Thermal conductivity)에 의해 결정된다. 본 실험에서는 1차원 정상상태 조건 하에서 Fourier's law를 적용하여 구리와 STS 시편의 열전도계수를 측정했다. 구리의 열전도계수는 905.415 W/m·K, STS는 65.364 W/m·K로 구리가 훨씬 높은 열전도성을 보였다. 시간이 지날수록 온도 차이가 증가하여 정상상태에 접근하는 경향을 관찰했다. 2. 대류열전달(Convective ...2025.11.15
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[중앙대전전][전기회로설계실습][결과보고서]-10.RLC회로의 과도응답 및 정상상태 응답 측정회로 및 방법설계2025.05.151. RLC 회로의 과도응답 및 정상상태 응답 이번 실험은 R,L,C 소자로 구성한 RLC 회로의 과도응답과 정상상태 응답을 확인하는 실험이다. 회로를 소자를 이용해 구성하고 과감쇠, 임계감쇠, 저감쇠들의 특성들과 특성이 나타나는 저항을 가변저항과 오실로스코프를 통해 확인하였다. 저항 값을 DMM으로 측정 후 진동 주파수를 확인할 수 있었다. 일부 값들에서 오차가 발생하였지만 대부분의 실험의 경우 5%이내의 오차율을 보여 만족스러운 실험이였다. 다만 인덕터의 저항 성분을 고려하지 않고 실험을 진행하여 오차가 발생한 점을 보완하면 오...2025.05.15
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