자동제어실험, PID제어기 실험

소개글

기계공학실험 중 자동제어 분야의 PID제어기 실험입니다.

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.실험방법
4.실험결과
5.실험결과 고찰
6.토의
7.참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
- P제어기를 이용해 모터, X, Y table의 위치를 제어해 봄으로써 closed loop 제어의 원리와 이론을
익힌다.
- 원하는 응답에 도달할 수 있는 적절한 Gain을 결정하고 Gain의 특성을 이해한다.
- C 언어를 이용하여 제어하는 방법을 학습한다.
- 실험 기구 : AC 서보 모터, X, Y Table control box, controller(computer), 보드(NI-6229보드)등

2. 실험 이론
1)Closed Loop Control

2)PID제어기
먼저 PID 제어기가 어떻게 Closed Loop System에서 동작하는지 알아야 한다. 그림에서 보이는 바와 같이 변수 e(t)는 추적오차(tracking error)를 나타내는데 원하는 출력 값 R(t)과 실제 출력 값 Y(t)의 차이이다. 이 오차신호 e(t)가 PID 제어기에 보내지고 제어기는 이 오차신호의 미분 값과 적분 값을 계산하게 된다. 제어기에서 출력되는 신호 u(t)는 오차에 비례이득 Kp를 곱한 것, 오차의 적분 값에 Ki를 곱한 것, 오차의 미분 값에 Kd를 곱한 것의 합으로 계산된다. 즉 다음과 같이 계산된다.

따라서 신호 u(t)가 plant에 보내지고 새로운 출력 Y(t)가 얻어진다. 새로운 출력 Y(t)는 새로운 오차 신호 e(t)를 계산하기 위하여 feedback되고 제어기는 새로운 오차신호를 바탕으로 새로운 신호 u(t)를 계산하게 된다. 이 과정은 계속 반복되게 된다.

참고 자료

동적시스템 자동제어(4판), 진 F. 프랭클린, 김동식 역, 피어슨 에듀케이션 코리아
http://blog.naver.com/bsw0921?Redirect=Log&logNo=110004278403