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메이슨 법칙을 이용한 흐름선도 분석2025.01.041. 흐름선도 흐름선도는 제어 시스템 분석 및 설계에서 사용되는 시스템 구조를 도식화하는 도구 중 하나입니다. 흐름선도는 시스템의 전달 함수, 블록 다이어그램, 상태공간 모델 등과 함께 사용되어 제어 시스템의 동작을 시각화하고 분석하는 데 도움을 줍니다. 흐름선도에서는 시스템의 입력, 출력, 블록, 경로, 노드 등이 그래프 형태로 표현됩니다. 2. 메이슨의 게인공식 메이슨의 게인공식(Mason's Gain Formula)은 제어 시스템의 흐름선도(flow graph)를 사용하여 시스템의 전달 함수를 계산하는 데 사용되는 공식입니다....2025.01.04
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제어시스템 분석과 MATLAB SIMULINK 활용2025.11.161. 2차 시스템의 시간응답 분석 감쇠율(zeta)과 고유진동수(wn)를 이용하여 2차 시스템의 시간응답을 MATLAB으로 분석합니다. 지수감쇠 진동 응답을 plot 함수로 시각화하며, 다양한 zeta 값(0, 0.51, 0.7 등)에 따른 응답 특성 변화를 비교합니다. 스텝응답, 램프응답 등 다양한 입력에 대한 시스템 응답을 계산하고 그래프로 표현합니다. 2. 시스템 성능지표 계산 오버슈트(overshoot), 피크시간(tpeak), 정착시간(settling time), 정상상태오차(steady-state error) 등 제어시스...2025.11.16
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RC 정현파 발진 회로2025.01.041. 발진기 발진기는 전원이 인가된 상태에서 외부의 입력신호 없이 회로 자체의 동작에 의해 특정 주파수의 신호(정현파, 구형파, 삼각파, 톱니파)를 생성하는 회로입니다. 발진기에는 귀환 발진기(Feedback oscillator)와 이완 발진기(Relaxation oscillator)가 있습니다. 귀환 발진기는 출력 신호의 일부분이 위상변이 없이 입력으로 인가되어 출력을 강화하는 정귀환 회로를 이용하며, 이완 발진기는 RC 회로를 사용하여 구형파 등과 같은 정현파 이외의 파형을 발생시킵니다. 2. 윈 브리지 발진기 윈 브리지 발진기...2025.01.04
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Python을 이용한 화학공정 제어시스템 모사 실험2025.01.231. 화학공정 제어시스템 화학공정은 화학적, 물리적 과정을 통해 원료 물질이 원하는 생산물로 변환되는 생산공정이다. 제어시스템에 가장 최적으로 운전되는 공정 목표치를 설정하여 DSC, PLC 등 기본 제어시스템이 공정 목표치를 만족하도록 자동으로 운전할 수 있다. 2. 1차 공정시스템 1차 공정시스템은 동특성이 1차 선형미분방정식으로 표현되는 공정이다. 여기서 동특성은 응답이 움직이는 특성으로, 주어진 공정에 특정 입력을 넣었을 때 시간에 따라 출력 응답이 어떻게 움직이는지를 의미한다. 3. 2차 공정시스템 2차 공정시스템은 동특성...2025.01.23
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Op-Amp 필터회로 설계 및 특성실험2025.11.141. 저역통과필터(LPF) Op-Amp를 이용한 저역통과필터는 저주파 신호는 통과시키고 고주파 신호는 차단시키는 회로입니다. 실험에서 사용된 샐런키 필터 구조의 LPF는 통과대역에서 전압이득 3.13을 가지며, 차단주파수 3330Hz에서 -3dB 감쇠를 보입니다. 회로설계 시 폐루프이득이 3을 초과하면 고주파 신호가 강하게 증폭되어 왜곡이 발생할 수 있습니다. 2. 고역통과필터(HPF) 고역통과필터는 고주파 신호는 통과시키고 저주파 신호는 차단시키는 회로입니다. 실험에서 설계한 HPF의 통과대역 전압이득은 1.5이며, 차단주파수는 ...2025.11.14
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OP앰프 오프셋 전압 특성 실험 결과 분석2025.11.181. OP-AMP 오프셋 전압 OP-AMP의 내부적 불균형으로 인해 발생하는 입력 오프셋 전압과 출력 오프셋 전압을 측정하는 실험이다. KIA4558P 소자를 사용하여 입력 단자를 모두 접지에 연결했을 때 출력 오프셋 전압 약 139mV를 측정했으며, 이를 통해 입력 오프셋 전압을 -139μV로 계산했다. 데이터시트상 일반적인 입력 오프셋 전압 0.5mV와 비교하여 낮은 값을 얻었다. 2. OP-AMP 전압이득 계산 반전 입력 단자에 입력 저항과 피드백 저항으로 구성된 회로에서 이상적인 OP-AMP를 가정하면 OP-AMP로 흐르는 ...2025.11.18
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제어시스템 분석과 MATLAB SIMULINK 활용2025.11.161. 부분인수분해 및 라플라스 변환 전달함수의 분자와 분모 계수를 이용하여 residue 명령어로 부분인수분해를 수행하고, 극점과 잔여값을 구한다. 이를 통해 역라플라스 변환으로 시간영역의 출력 y(t)를 구할 수 있다. MATLAB의 step 함수를 사용하여 스텝 입력에 대한 시스템 응답을 시뮬레이션하고 그래프로 표현하여 이론값과 비교 검증한다. 2. 극점과 영점 분석 전달함수의 극점(pole)과 영점(zero)을 roots 함수로 구하고 pzmap 함수로 극점-영점 맵에 표기한다. 극점은 시스템의 안정성을 결정하며, 영점은 시스...2025.11.16
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제어시스템 중 피드백 제어 시스템에 대한 예를 제시하고 모델링 과정을 설명하시오2025.01.211. 피드백 제어 시스템의 사례 피드백 제어 시스템의 대표적인 예로는 항공기 자동 조종 장치를 들 수 있습니다. 자동 조종 장치는 항공기의 비행 상태를 지속적으로 모니터링하며, 조종사가 설정한 목표 궤도와 실제 비행 궤도를 비교하여 필요한 조정 명령을 생성합니다. 해당 과정에서 피드백 제어가 핵심 역할을 하며, 항공기의 자세, 속도, 고도를 정확하게 유지할 수 있도록 돕습니다. 2. 피드백 제어의 모델링 피드백 제어 시스템의 모델링 과정은 시스템의 동적 특성을 수학적으로 표현하고, 이를 바탕으로 제어기를 설계하는 부분에 필수적인 절...2025.01.21
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도립진자 실험 장비 구성 및 제어 시스템2025.11.151. 도립진자 플랜트(ED-4820-1) 도립진자 실험 장비의 주요 구성 요소로, 길이 35cm와 50cm의 진자가 카트에 나사로 고정되어 있으며 좌우로 기울어진다. 진자의 기울어짐은 축과 각도 포텐셔미터를 통해 측정되며, 오른쪽 기울어짐은 양의 전압, 왼쪽 기울어짐은 음의 전압으로 표시된다. DC 서보 모터가 타이밍벨트를 통해 카트를 800mm 길이의 레일 위에서 이동시키며, 위치 포텐셔미터(10kΩ)가 카트의 위치 전압을 측정한다. 2. 도립진자 구동부(ED-4820-2) 도립진자 제어 시스템의 핵심 구동부로, 메인 전원 스위치...2025.11.15
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피드백 시스템의 예시와 모델링 과정2025.11.171. 피드백 시스템의 정의 및 역할 피드백 시스템은 제어시스템에서 입력과 출력 사이의 오차를 보상하기 위해 사용되는 시스템입니다. 출력값이 원하는 값과 일치하지 않을 때, 입력 신호와 출력 신호를 비교하여 오차를 계산하고 이를 이용하여 출력값을 수정합니다. 이를 통해 시스템의 안정성과 정확성을 보장하며, 불확실한 환경에서도 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 피드백 시스템은 자동차 운전, 로봇 제어 등 일상생활과 산업 현장에서 광범위하게 활용됩니다. 2. 로봇 제어 시스템의 피드백 시스템 적용 로봇 제어 시스템에서 피드백 시스템은 로...2025.11.17
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