DC MOTOR 위치 & 속도 제어

소개

DC 모터를 이용한 위치 속도 제어 관련 레포트입니다.
인터넷을 여기저기 뒤져도 똑바로 된 레포트를 찾기 힘들어서
몇일 밤을 세며 직접 적었습니다 ㅡㅡ;;;;
실험후기 및 고찰까지 모~~두 첨부하였으니 참고바라며
메트렙 소스 까지 첨부 하였고 보기좋게 출력그래프도 잘라 넣었으니
활용도가 아~~주 높으리라 자부합니다.


DC모터의 수학적모델링과 실제 모터의 (PITTMAN사의 모터) 파라메터를
이용하여 전달함수를 구하고 루스판별법으로 안정할 조건을 구했습니다.
메트렙을 이용하여 시뮬레이션을 하였고
임의의 게인 값으로
비례, 비례-미분, 비례-미분-적분 제어로 외란이 있을 경우와
외란이 없을 경우의 각각의 출력그래프 나타내었으며 반복 실험으로
가장 적당한 게인값을 구하였습니다..
그런 다음 에뮬레이션을 이용한 디지털제어기를 설계하였고
실제 모터를 포텐셜메터를 이용하여 실험을 하였습니다...
실험 장비 과정 방법 사진까지 모두 첨부 했습니다...

목차

Ⅰ. 직류전동기의 수학적 모델링
1. 시스템 방정식
가) 전달함수(Transfer Function)
나) 상태 공간 (State-Space)
2. 실제 모터의 모델링
Ⅱ. 컴퓨터 시뮬레이션
1. MATLAB을 이용한 개루프 응답 실험
2. DC의 위치제어를 이용한 PID 설계
가) 비례제어 (proportional feedback)
나) 비례-미분 제어 (P-I Control)
다) 비례-미분-적분 제어 (P-I-D Control)
Ⅲ. DC 모터 위치제어 실험
1. 실험 목적
2. 실험 장비
3. 실험 방법
Ⅳ. 실험 후기 및 고찰

본문내용

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한글파일에서의 수식이 여기에 붙여넣기가 안되는 관계로 수식이 없는 부분만 복사해
넣습니다. 수식도 일일이 다 쳐넣었느니 안심하시고 구매하세요 ㅡㅡ;
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1. MATLAB을 이용한 개루프 응답 실험

MATLAB으로 전달함수를 표현하기 위해, 다음과 같이 분자(numerator), 분모(denominator)의 행렬을 정의한다.
num = K
den = s((Js+b)(Ls+R)+(K^2))




다음의 명령어를 포함하는 m-파일을 만든다.

J=3.25E-6; %회전자의 관성 모멘트
b=3.4984E-6; %기계적인 시스템의 댐핑비
K=1.89E-2; %emf 상수
R=1.08; %전기 저항
L=0.84E-3; %전기적인 인덕턴스
num=K;
den=[(J*L) ((J*R)+(L*b)) ((b*R)+K^2) 0];





이번에는 MATLAB으로 상태 공간 방정식으로 입력하여 보자.

J=3.25E-6; %회전자의 관성 모멘트
b=3.4984E-6; %기계적인 시스템의 댐핑비
K=1.89E-2; %emf 상수
R=1.08; %전기 저항
L=0.84E-3; %전기적인 인덕턴스

A=[0 1 0
0 -b/J K/J
0 -K/L -R/L];
B=[0 ; 0 ; 1/L];
C=[1 0 0];
D=[0];


>>step(A,B,C,D)





2. DC의 위치제어를 이용한 PID 설계

PID 컨트롤러 전달함수는 다음과 같다.



가) 비례제어 (proportional feedback)

임의로 비례게인 1.7을 가지도록 한다.

Kp=1.7;
numcf=[Kp];
dencf=[1];
numf=conv(numcf,num);
denf=conv(dencf,den);

[numc,denc]=cloop(numf,denf);

t=0:0.001:0.4;
step(numc,denc,t)
title(`Response to Step Input with Kp = 1.7`);
ylabel(`Position (rad)`);

참고자료

· 없음