[제어공학실험] 진상회로

소개글

"[제어공학실험] 진상회로"에 대한 내용입니다.

목차

1. 【실험목적】 …(2p)
2. 【기본이론】 …(2~4p)
3. 【실험회로】 …(4p)
4. 【사용기기 및 재료】 …(4p)
5. 【실험순서 및 결과】 …(5~10p)

본문내용

1. 【실험목적】
진상회로의 회로 해석과 그 특성을 관측함으로써 제어요소의 특성을 이해한다.

2. 【기본이론】
진상회로를 그림 9.1에 나타내었다. 그림 9.1의 진상회로는 본질적으로 과도응답에 대한 보상은 상당히 개선되지만, 정상상태 정확도 다시 말하자면 정상편차에 대한 보상은 미미하다. 이 회로는 입력에 정현파를 연결할 때 출력도 정현파가 되며, 단지 출력신호의 위상이 입력신호에 비해 앞서게 되므로 진상회로 또는 진상보상기라고 부른다, 앞서게 되는 위상각(lead angle)은 입력신호 주파수의 함수로 주어진다.

그림 9.1 진상보상기의 구조

- 전달함수
그림 9.1과 같이 주어지는 회로의 전달함수를 구해보자. 그림에서 복소 임피던스(complex impedance)
과 는 다음과 같다.
… (9.1)

따라서 진상회로의 전달함수 는
… (9.2)
여기서 , 이다.
식(9.2)에서 진상보상기의 직류이득은 α이다. 그러나 진상보상기를 쉽게 설계하기 위하여 편의상 식(9.2)에 1/α를 곱하여 보상기의 직류이득이 1이 되도록 한 것을 진상보상기의 전달함수로 한다. 즉,
… (9.3)

식(9.3)에서 진상보상기는 에 영점, 에서 극점을 갖고 있다. 그리고 이므로 s-평면상에서 진상보상기의 영점은 항상 극점이 오른쪽에 위치하며, α값이 작을수록 극점은 영점에서 왼쪽으로 멀리 위치하게 된다. 그러나 하드웨어적인 보상기 구성에서 실현이 가능한 설계 때문에 α의 최소값은 보통 0.07까지 허용되고 있다. α값을 보다 더 낮게 설정하여야 할 겨우에는 별도의 적당한 보상기를 직렬로 접속하여 구현한다.

그림 9.2 진상보상기의 극좌표선도

그림 9.3 진상보상기의 보드선도()

- 극좌표 선도
그림 9.2는 진상보상기의 극좌표 선도이다. 주어진 α값에 대하여 양의 실수축과 원점으로부터 반원에 그은 접선이 이루는 각이 최대 위상 리드각 이 된다.
이 최대 위상각 또는 최대 위상 리드각 은 다음 식을 이용하여 계산할 수 있다.
… (9.4)
여기서 … (9.5)

참고 자료

없음