메카트로닉스분야실험 최종보고서

소개글

메카트로닉스분야실험 최종보고서입니다.

목차

1. 실험목표

2. 실험이론
2.1 제어의 기본적인 이행
2.2 제어의 이론

* 실험에 필요한 이론
2.2.1 PID제어기
2.2.3 LQR제어기
2.2.4 각각의 제어기의 장단점 비교

3. 실험실습
3.1 실험을 위한 장비 세팅
3.2 실험에 사용된 이론
3.3 실험에 사용된 시뮬링크 모델
3.4 실험시 발생한 문제점

4. 결과 및 결론

5. 고찰

6. 부록

본문내용

1. 실험목표
메카트로닉스 실험목표는 운동에너지와 위치에너지의 관계를 통한 Pendulum의 운동해석이다. 또한 Encorder의 신호제어 및 Encorder를 통한 모터의 신호제어로 Pendulum의 운동을 제어한다. 신호를 제어하기 위해서는 프로그래밍의 코딩이 필요한데 Matlab의 Simulink의 기본적인 이해와 학습을 선행한다.

2. 실험이론
2.1 제어의 기본적인 이행
제어란?
제어(control)란 어떤 대상시스템의 상태나 출력이 원하는 특성을 따라가도록 입력신호를 적절히 조절하는 방법을 말하며, 제어하고자 하는 대상을 플랜트(plant), 제어동작을 수행하는 장치를 제어기(controller)라고 부른다. 제어시스템은 제어기와 플랜트의 연결방식에 따라 개로(Open-loop) 제어시스템과 폐로(closed-loop) 제어시스템으로 분류된다. 제어기를 써서 얻고자 하는 대상플랜트의 출력특성을 제어목표라고 한다. 제어목표에는 안정도(stability), 명령추종(command following), 외란제거(disturbance rejection), 잡음축소(noise reduction) 등이 있으며, 이 가운데 가장 중요한 목표는 안정도이다. 제어기를 설계한다는 것은 제어시스템의 안정도를 이루면서 나머지 제어목표들을 달성하는 제어입력신호를 만들어내는 장치를 구성하는 것을 뜻한다. 그런데 이 제어목표들은 상충관계에 있기 때문에 제어기를 설계할 때에는 이 관계를 잘 절충시켜야 한다.

2.2 제어의 이론
1) 도립진자
* 방정식의 유도
1) 상태공간 방정식
① 상태 공간 방정식이란
상태 공간 표현은 미분방정식을 상태공간방정식으로 바꾸기 위한 표현 방식이다. 즉, 1개의 n차 미분방정식을 n개의 1차 미분방정식으로 바꾸고, 이를 벡터(행렬)로 나타낸 것이 상태공간 방정식이다.

② 특징
- LTI 및 시변 및 비선형 동적시스템 표현
- 초기조건 고려, 입출력외의 내부상태 관찰
- 현대 선형 제어 이론에 적합
- 컴퓨터를 이용한 해석 용이

참고 자료

http://www.robocon.co.kr/ -> 도립진자
http://huro.inha.ac.kr/~comouse/data/Robot_dyn.pdf -> 도립진자
위키백과사전(한국어) -> 도립진자
메카트로닉스 공학기술 3 신권석著-성안당
시스템해석 -> 상태 공간 방정식
http://blog.naver.com/mechmom -> PID control
http://cafe.naver.com/thinkatom.cafe -> PID control
http://vpdcafe.com.ne.kr/ahtml/adm_intro.html -> ADAMS
http://blog.naver.com/hojinis1 -> ADAMS
http://www.paran.com/eco825 -> 도립진자
2008학년도 2학기 논리회로 강의노트 -> 슈미트리거, 74HC14, 풀업저항
http://kin.naver.com/detail/ -> 74HC14, 풀업저항
http://blog.naver.com/kti0710?Redirect=Log&logNo=120020451927 -> 74HC14
http://forum.falinux.com/zbxe/ -> 74HC14
http://blog.naver.com/katrocsia?Redirect=Log&logNo=130030757337 -> 풀업저항
네이버 백과사전 -> PID 제어
http://blog.naver.com/kjj312?Redirect=Log&logNo=70033280600 -> PID 제어
http://dinosaur.cie.cau.ac.kr/class/linear_control/2006/피드백제어_4.hwp -> LQR 제어
http://100.naver.com/100.nhn?docid=53157 -> 라그랑주
http://blog.naver.com/pssbo74?Redirect=Log&logNo=9828491 -> 엔코더
http://www.cheric.org/ippage/p/ipdata/2006/02/file/p200602-601.pdf -> DAQ
http://user.dankook.ac.kr/~fluid/mee2005/2005_DAQ.pdf -> DAQ