제어설계기법 외팔보 제어 설계

소개글

외팔보는 한 쪽 끝이 고정된 긴 막대 형태의 구조물을 일컫는데, 외부 외란에 의해 진동이 시작되면 이 진동이 오랜 시간 지속되는 특성을 가지고 있다. 이러한 진동이 오래 지속되면 구조물의 안정에 나쁜 영향을 미치기 때문에 진동을 억제할 수 있는 피드백 제어시스템이 개발되고 있다.

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본문내용

제어설계기법 설계프로젝트 3
외팔보는 한 쪽 끝이 고정된 긴 막대 형태의 구조물을 일컫는데, 외부 외란에 의해 진동이 시작되면 이 진동이 오랜 시간 지속되는 특성을 가지고 있다. 이러한 진동이 오래 지속되면 구조물의 안정에 나쁜 영향을 미치기 때문에 진동을 억제할 수 있는 피드백 제어시스템이 개발되고 있다.
그림 0의 진동 제어 시스템은, 외팔보의 진동 변위를 센싱하여 진동 방향과는 반대 방향으로 구동기를 작동시켜 외팔보의 진동을 빠른 시간 내에 감쇄시키는 장치이다.
그림의 외팔보에는 진동 변위 y(t)(그림에서는 로 표시됨)를 측정할 수 있는 세라믹 센서와 외팔보의 진동을 억제할 수 있는 세락믹 구동기가 설치되어 있는데, 구동기 입력 전압으로부터 외팔보 진동 변위까지의 전달함수 G(s)는 이론적으로 혹은 실험적으로 구할 수 있다 (따라서 전달함수 G(s)는 외팔보 자체의 전달특성 뿐 아니라 구동기와 센서의 전달특성이 다 포함된 값이다).
이와 같은 진동 제어의 내용을 블록선도로 표시한 것이 그림 1인데, 출력 y(t)는 외팔보의 진동 변위를 나타내며 전달함수 G(s)는 아래와 같다. 이 제어 시스템에서 우리가 원하는 출력은 진동 변위가 0 인 것이므로 기준 입력 r(t)는 0으로 되어 있다.
플랜트 전달함수:
진동 제어기 C(s)의 설계는, 외란 d(t)에 의한 외팔보의 진동이 원하는 규격이하로 유지되도록 진행되는데 우리가 고려하는 설계 조건은 다음의 두 가지이다.

참고 자료

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