제어공학설계실험 아라고진자 시스템 아라고 진자 시스템의 PI 및 PID 제어기 설계 예비레포트

소개

2010년 2학기에 제어공학설계실험을 진행하며 직접 작성한 예비레포트입니다.
A받은 자료입니다.

목차

학습목표
1. 관련이론
ⅰ) Unity Feedback System의 Type과 정상상태 오차 와의 관계식
ⅱ) PD 제어기
ⅲ) PI제어기
ⅳ) PID제어기
ⅴ) 45도, 120도, 180도에 대한 안정한 () 영역

3. 참조문헌

본문내용

◇학습목표◇
√ PI 및 PID 제어기를 설계하여 아라고 진자의 위치제어를 수행하고 응답성능을 관찰한다.
√ PI 및 PID 제어기의 특징을 파악하고 PD 제어기와의 차이점을 관찰한다.
√ Ziegler-­‐Nichols 방식을 적용한 PID 제어기 설계를 실험한다.

1. 관련이론
ⅰ) Unity Feedback System의 Type과 정상상태 오차 와의 관계식
● Unity Feedback System에서의 steady state error

Unity Feedback System의 Type은 3가지로 구분할 수 있다.
Type 1은 constant한 작동 신호는 controlled variable은 constant value이다. 즉 적분요소를 갖지 않는다. (k=0) Type2는 constant한 작동 신호는 controlled variable의 일정한 변화폭(일정한 속도)을 유발한다. 즉 적분요소를 한 개 가진다.(k=1) Type3는 constant한 작동 신호는 controlled variable의 변화의 일정한 증폭량(일정한 가속도)을 유발한다. 즉 적분요소를 두 개 가진다.(k=2) 이를 위의 정상상태에러식에 대입하여 Loop gain 전달 함수를 통해 나타내면 다음 과 같다.

ⅱ) PD 제어기
PD 제어기란 비례미분 제어의 약자로 비례미분 제어란 오차신호를 미분해서 제어신호를 만들어 내는 미분제어를 비례제어에 병렬로 연결하여서 사용하는 제어기법의 한 종류이다. 비례제어 부분과 더불어 미분제어를 함께 쓴다는 뜻에서 비례 미분 제어기, (proportional-derivative controller), 또는 영문약자로 PD제어기라고 부른다. 아래 그림의 블록선도는 플랜트에 비례미분 제어기를 연결한 되먹임 제어시스템을 보여주고 있다.

참고자료

· 제어시스템공학 - 권욱현, 권오규, 홍금식, 이준화
· Kuo의 자동제어
· Kiheon Park and Control and Automation System LAB