반응형 자동제어/Simulink8 Simulink 기초 (8) 폐루프 제어, Closed loop system : 3.PID 제어 이번엔 PI제어기에 미분 제어기(D)를 추가해보자. 미분제어기는 오차의 기울기이 비례하는 신호를 출력신호로 보내 오차가 빠르게 상승하거나 감소하면 느리게 하고 너무 느리면 신호를 빠르게 상승하거나 감소시킨다. PID 제어기 블록을 열어 제어기를 PID로 변경하고 미분게인(D)을 35로 설정한다. 이때 필터 계수는 1000으로 설정한다. 필터계수는 센서에 노이즈가 생기면 이를 보정하기위해 사용하는 값으로 추후에 다루도록 하겠다. Scope를 열고 실행하면 다음과 같다. 미분제어기가 추가됨에 따라 - 출력의 진동이 사라지고 - 정상상태에 안정하게 도달하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유는 미분제어기가 PI 제어기에 의한 제어신호가 출력에 너무 큰 영향을 미쳐 진동하는 현상을 미분제어기에 의해 줄어들면서 .. 2023. 3. 27. Simulink 기초 (7) 폐루프 제어, Closed loop system : 2.PI제어 이번엔 P 제어기에 I 제어기를 추가하면 어떤 일이 발생하는지 알아보고자 한다. P 제어기에 대한 실습을 보지 않았다면 이전글을 보고오길 바란다. 2023.03.26 - [자동제어/Simulink] - Simulink 기초 (6) 폐루프 제어, Closed loop system : 1.P제어 Simulink 기초 (6) 폐루프 제어, Closed loop system : 1.P제어 이번엔 폐루프 제어에 대해 알아보자. 폐루프 제어란 시스템에 피드백을 추가하여 출력을 다시 입력으로 가져와 오차를 계산하고 이를 다시 입력으로 사용하여 시스템의 응답을 개선하는 제어 mechanical-engineering-course.tistory.com 이전 글에서는 P 제어기를 사용한 폐루프 제어 시스템의 특성을 알아보았.. 2023. 3. 26. Simulink 기초 (6) 폐루프 제어, Closed loop system : 1.P제어 이번엔 폐루프 제어에 대해 알아보자. 폐루프 제어란 시스템에 피드백을 추가하여 출력을 다시 입력으로 가져와 오차를 계산하고 이를 다시 입력으로 사용하여 시스템의 응답을 개선하는 제어 방법이다. 폐루프 시스템의 블록선도는 다음과 같다. - 제어기 : 오차를 입력으로 받아 일정한 비율이나 적분, 미분값을 이용하여 제어신호로 변환한다. - 공정(=플랜트) : 제어하고자 하는 시스템을 말한다. 즉, 동작에 영향을 주고자 하는 시스템으로 힘이나 전류 등의 입력으로 물체의 변위나, 모터의 회전각의 출력을 제어한다. - 센서 : 출력을 감지해 입력과 같은 신호로 변환하는 장치이다. 예를들어 회전각을 입력으로 받고 싶으면 회전각을 측정하는 센서를 사용한다. ** P 제어를 하기전에 PID 제어기에 대해 간단히 설명해보.. 2023. 3. 26. Simulink 기초 (5) 개루프 제어, open-loop system control open loop system이란 피드백이 없는 시스템으로, 피드백이 없기때문에 출력의 신호를 이용하지 못한다. open loop system의 특징은 다음과 같다. - open loop system은 원하는 출력을 갖기 위해선 여러 입력을 가해 원하는 출력을 만들때까지 반복하는 시행착오방법을 사용하여 시스템을 설계한다 - 시스템에 외란이 발생하게 되면 시스템을 다시 설계해야한다 - 시스템이 바뀌면(차량의 무게 증가, 대상의 변경 등) 시스템을 다시 설계해야한다 = 강인성이 떨어진다 이러한 open loop system의 특성을 이해하기 위해 앞에서 이야기한 진동-감쇠 시스템을 제어해보자. (4)에서 했던 글의 내용을 정리하면 다음과 같다. 자유물체도 : 미분방정식 : \[m \ddot{x}+b\dot{.. 2023. 3. 26. Simulink 기초 (4) 전달함수, 블록선도 : 진동 - 감쇠 시스템 이번 시간엔 진동-감쇠 시스템에서 힘 F(t)가 주어졌을때 변위를 전달함수를 이용하여 구해보자. 먼저 시스템의 자유물체도는 다음과 같다. f(t)는 물체에 가해진 힘이며, 뉴턴의 법칙에 따라 미분방정식은 다음과 같다. \[m \ddot{x}+b\dot{x}+kx=f(t)\] \(m=10kg, b=5N\cdot s/m, k=20N/m\)라 하고 초기조건을 \(x(0)=0m, \dot{x}(0)=0m/s\)라 하자. 물리적으로 생각해 보았을 때, f(t)가 일정한 힘을 계속 가한다면 스프링은 늘어나다가 어느 지점에서 힘의 평형을 유지할 것이다. 이제 미분방정식을 Laplace 변환을 해보자. 결과는 다음과 같다. \[\mathcal{L}\left\{m \ddot{x}+b\dot{x}+kx \right\}=\.. 2023. 3. 24. Simulink 기초 (3) 2차 시스템 모델링 : 진동-감쇠 시스템, 시뮬레이션 설정 이번엔 2차 미분방정식의 대표적인 형태인 진동-감쇠 시스템을 다뤄보자. 진동 문제의 자유물체도는 다음과 같다. 뉴턴의 법칙에 따라 미분방정식은 다음과 같다. \[m \ddot{x}+b\dot{x}+kx=0\] \(m=10kg, b=5kg\cdot m, k=20kg\cdot m^2\)라 하고 초기조건을 \(x(0)=0.1m, \dot{x}(0)=0m/s\)라 하자. 미분방정식의 가장 높은 차수(2차미분)를 왼쪽에 두고 나머지 부분을 오른쪽으로 넘겨보자. \[m \ddot{x}=-b\dot{x}-kx\] 이는 오른쪽에 있는 두 신호의 합이 왼쪽의 신호가 되는 것을 의미한다. 이제 simulink를 이용하여 시스템을 모델링해보자. 이번에는 m을 gain블록을 이용하여 표현한다(이유는 나중에 나온다), gain.. 2023. 3. 23. 이전 1 2 다음 반응형
