[제어공학]DC모터속도제어에 대한 PID 게인 튜닝(Matlab 시뮬레이션)

소개글

Open loop, close loop 에서 전달함수(transfer function)을 구하고 DC 모터 속도제어를 위해 PID 게인을 튜닝하는 방법에 대한 레포트입니다. P -> PI -> PID control 방법으로 가장 적절한 P,I,D, pole 값을 찾았습니다. 매틀랩 소스, 그래프, 전달함수를 구하는 공식이 첨부되어 이해하는데 어려움이 없을 것입니다.

목차

1. 수업시간에 다룬 DC 모터 속도 제어 문제를 상기하라.

(a) Open loop DC 모터의 transfer function 를 구해라.


(b) P,I,D 게인을 튜닝하는 것에 대해 배운대로 Matlab simulation 을 통해서 적절한 P,I,D 값을 골라라.

◆ DC 모터의 속도제어문제에 관한 PID gain 튜닝 방법

(1) P Control

(2) PI Control

(3) PID Control

(c) pole 값을 찾아라.

본문내용

1. 수업시간에 다룬 DC 모터 속도 제어 문제를 상기하라.

(a) Open loop DC 모터의 transfer function 를 구해라. ( )


여기서 controller 는 인 PID controller 이다.
The controller design specification for a step input command is
- No steady-state error
- The overshoot is less than 5%
- The rise time is as small as possibles

(b) P,I,D gain 을 튜닝하는 것에 대해 배운대로 Matlab simulation 을 통해서 적절한 값을 골라라.

◆ DC 모터의 속도제어문제에 관한 PID gain 튜닝 방법

① 먼저 를 제외한 , 값을 0으로 한다. 값을 증가시켜 시스템의 응답 속도를 빠르게 한다.

(1) P Control

Closed loop transfer function =
=

매틀랩으로 출력을 나타내었다. Kp 값이 클수록 응답 속도가 빨라진다. 물론 오버슈트도 커진다. 여기서는 P제어만 수행하였는데 I와 D제어를 고려해야하기 때문에 Kp 값을 적당하다고 생각하는 32500 으로 유지하겠다. Amplitude 최대 110 이고 최소 99.1 인걸 확인할 수 있는데 오버슈트와 언더슈트 모두 있다.

참고 자료

없음