근궤적법을 이용한 자동평형저울 해석

소개

대학교 학부3-4학년 때 제어관련 과목시간에 배우는 근궤적 기법을 사용하여
자동평형저울 시스템에 대한 해석 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 궤환시스템 근궤적 이론의 의미
Ⅲ. 문제의 해석 과정
Ⅳ. 문제의 해석 결과 및 출력

본문내용

Ⅰ. 서 론

아래의 그림은 리드나사를 통해 움직이는 무게 ‘Wc’를 갖는 추의 반대편 저울대에 임의의 무게를 가했을 때 기울어지는 저울을 DC모터를 이용하여 평형으로 맞추는 “자동평형저울”이다.
평형저울에 임의의 값 ‘W’를 올려놓을 때 평형저울은 기울어지게 된다. 이 때 기울어진 만큼 저울 쪽의 y축 전위차계가 DC모터의 입력 값으로 주어지고, DC모터는 x축의 전위차계에 연결된 ‘Wc’의 무게를 갖는 추를 리드나사를 통해 움직이게 한다.
결과적으로, ‘Wc`의 무게를 갖는 추는 DC모터의 작동으로 “자동평형저울 제어시스템”의 입력 값인 ‘W’ 에 의하여 기울어진 저울을 평형으로 맞추기 위해 중심축으로부터 저울의 평형상태를 유지하기 위한 지점에 멈추게 됨으로 기울어진 저울을 평형상태로 맞추게 된다. 하지만 평형상태를 맞추는 시간이 느리다면 이 저울은 일상생활에서 물건의 무게를 알기 위해 사용하기에는 불편함을 느낄 것이다.
따라서 저울을 안전하고 빠른 시간 안에 평형상태로 유지할 수 있도록 결정짓는 DC 모터상수 값 ‘Km’을 변화시켜 응답의 안정성(overshoot) 및 효율성(steady states respond)을 고려할 수 있다.
입력 값으로 주어진 무게W(s)와 가해진 무게로 기울어진 저울을 평형상태로 만들기 위해 중심축으로부터 리드나사로 추가 움직여서 멈추게 되는 지점까지의 거리 X(s)의 전달함수의 식을 가지고 모터 상수
‘Km’의 변화에 따른 근궤적 선도를 통해 평형저울의 응답을 해석할 수 있다.
Ⅱ. 궤환시스템 근궤적 이론의 의미

참고자료

· [1] 리얼게인 기술연구소, “제어시스템 해석 및 설계”, 도서출판 아진, 2001
· [2] RICHARD.DORF외, "최신제어시스템 10판“, 피어슨에듀케이션코리아
· [3] 정현술, “제어시스템이론해석 및 설계실습”, 도서출판아진, 2003