제어계설계 Term Project

소개

"제어계설계 Term Project"에 대한 내용입니다.

풍력 터빈 속도 제어기에 관한 보고서

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목
Matlab simulink와 arduino를 이용한 servo motor의 각도 변화에 따른 potentiometer 출력 전압의 각도에 대한 calibration.

2. 실험 목적
PID Controller의 변수와 system 제어계의 수학적 모델을 단순화함 등으로 제어계를 변화시켜가며 Root Locus의 그래프 모양 변화와 근 궤적 위에서 설정한 근에 따른 Step Response의 변화를 알아본다. 또한 단순화하기 전 제어계의 수학적 모델일 때의 Step Response와 비교하여 단순화한 모델이 실제 시스템과 얼마만큼 근사하는지에 대해 알아본다.

3. 실험 이론
(1) 풍력 터빈속도 제어기
풍력 발전기는 바람으로 터빈을 움직임으로써 발전기를 통해 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 풍력 발전기의 새로운 개념 중에는 해상에 설치하는 방법이 있는데, 해안가에서 보이지 않는 먼 바다에 설치함으로 풍경을 훼손하거나 소음에 의한 문제를 해결할 수 있으며, 해상에서의 바람이 지상에서 보다 강하므로 발전 가능한 전기 에너지가 크다. 하지만 불규칙적인 바람의 방향과 세기와 무관한 일정한 로터 속도를 유지해주어 안정적인 전기 에너지를 생산할 수 있도록 하는 로터의 제어시스템이 필요하다.

<중 략>

4. 실험 방법
Fig 4. Block Diagram Model of closed-loop control system with PID controller
<Fig 4>와 같이 Matlab의 Simulink를 이용해 step time이 0(s)이고 final value가 1인 step input을 받는 controller의 Block Diagram Model을 그린다. Output 값이 scope를 통해 시각화 될 수 있도록 설계한 후, 실험 개요에서 구한 값들을 PID Controller와 Turbine &Generator(또는 Vehicle Velocity control system)의 Transfer Function part에 대입한다.

참고자료

· Richard C. Dorf (2017). Modern Control Systems(13th ed.). Pearson. pp. 495~498.
· https://kr.mathworks.com/help/control/ref/stepinfo.html
· https://www.youtube.com/watch?v=486BK9aYnMY