비례제어기, 비례-미분 제어기, 속도피드백을 이용하여 모터 위치 제어

소개글

자동제어실험
매틀랩 시뮬링크를 이용하여, 비례제어기, 비례-미분 제어기, 속도피드백 제어 세가지 제어기를 사용하여 위치를 제어한다.
(PO=0.5% , Ts=0.5)
엔코더를 사용하여 위치를 제어한다.

각각에 해당하는 설계과정과, 출력파형, 소스코드, 결과 분석

목차

1. 전체설계
2. 실험
3.결과비교 및 결과검토

본문내용

-이번실험은 비례제어기, 비례-미분 제어기, 속도피드백의 세가지 제어기를 사용하여 위치를 제어하는 것이 목표이다.
기존에 사용하던 모터의 전달함수의 위의 표와 같다.
여기서 이번실험에서는 엔코더를 사용하여 위치를 제어 할 것이다.
이번실험에서의 조건은 PO=5%, Ts=0.5sec을 만족시키는 제어기를 설계하는 것이다.
이번실험에서 위의 엔코더의 전달함수식은 아래<그림1>과 같이 실제모터의 엔코더로 대체되어 실험에 사용된다.

2. 실험
(1)비례제어기를 이용한 위치제어
-비례제어기를 이용하여 위치를 제어하기 위해 구성한 simulink 블록다이어그램은 위의 <그림2>와 같다.

●블록다이어그램에 대한 설명 : step function을 입력으로 인가하였고, gain 이 곱해지고, saturation을 통과한후에 엔코더를 이용한 모터의 블록을 통과한 후 적분기를 거쳐서 negative 피드백으로 되돌아가고 출력되는 형태로 구성되었다. 여기서 saturation은 혹시모를 갑작스런 변화에 대비하기위해 추가하였다.(안정적인 상태에서는 전달함수에 영향을 미치지 않는다.)

●K값구하기 : gain 값인 K 값을 구하기 위해 모터의 블록을 모터의 전달함수로 대체한 후에 전달함수를 구해보면, --------------------------(식1 : P전달함수)
가 된다. 위의 전달함수가 주어진 문제의 조건 PO=5%, Ts=0.5sec을 만족시켜야 한다.
특성방정식 에서 위의 조건을 만족시키는 J=0.69 , Wn=25.88 이 된다.
(예비보고서에서 사전에 구하였습니다.)

참고 자료

없음