제어실험

목차

1.실험개요

2.실험목적

3.실험장치

4.실험이론 및 실험방법

5.실험결과

6.오차분석

7.고찰

본문내용

알 수 있다. 따라서 P제어를 적용하여 상승시간과 정상상태오차를 감소시키고 지나침을 증가시켰으며 정착시간을 약간 감소시켰음을 알 수 있다.
PI제어)
I제어(Ki)는 상승시간을 감소시키고 지나침과 정착시간을 증가시킴을 알 수 있다. 또한 정상상태오차를 소거함을 알 수 있다. 주어진 시스템에 대하여 PI제어를 갖는 폐루프시스템은 다음과 같이 표현된다.
Kp를 30으로하고 Ki를 70으로하자. 이를 위하여 다음과 같은 명령어를 입력하면 된다.
Kp=30
Ki=70
syspi=tf([Kp Ki],[1 10 (20+Kp) Ki])
ltiview
다른 방법으로 폐루프 시스템의 전달함수를 다음과 같이 입력하여 구할 수 있다.
G=tf([1],[1 10 20]);
H=tf([Kp Ki],[1 0]);
GH=series(G,H);
syspi=feedback(GH,1)
ltiview
위의 명령어를 입력하면 다음과 같은 그림이 얻어진다.
Kp값을 감소시킨 이유는 I제어도 상승시간을 감소시키고 지나침을 증가시키기 때문이다. ltiview로부터 PI제어의 경우 상승시간이 0.42, 퍼센트지나침이 1%, 정착시간이 0.61초, 정상상태값이 1.0이 됨을 알 수 있다. 따라서 PI제어를 적용하여 정상상태오차를 0으로 만들었음을 알 수 있다.
5. 실험결과

-close loop system의 기울기 예측을 통해 안정성을 향상시키고 오버슈트를 감소시키며 과도 응답을 개선함 .
<실험 한 값 close loop & open loop>
open loop에서 명령신호를 0.9N의 힘을 가하도록 제어했고 실험 결과는 M1은 1cm 가량 움직였으나 M2는 움직이지 않았다. close loop(PI) 에서는 I값을처음 49.8로 줄땐 M2가 조금 움직였고 100으로 올리면 5초후 1cm의 움직임을 보였고 150으로 올리니 1.1Cm의 움직임을 보였다.
<외란 작용시 close loop & open loop>
외란이 있을 경우 open loop에선 M1이 0.8Cm이 움직였다. 1cm의 거리를 움직여야 하나 약 0.2cm의 오차가 발생하였다.close loop에선 비례제어에서 정확한 1cm값은 아니지만 open loop보다 근접했고 비례적분게인 적용시 I값으로 보정을 하니 더욱 정확한 값이 측정되었다.
6. 오차분석
그래프에서도 나타나듯이 비정상적인 실험결과가 나타났다. 약 50%로 아주 큰 오차가 포착되었다. 그리고 외란을 가할 때 물체를 괴여서 외란을 발생시켰는데 그 도중에 랜덤적으로 외란이 발생한 것 같다. 따라서 일정한 외란이 아닌 예상치 못한 외란이 발생하였고 또한 DSP 보드 또한 많이 낙후된 것으로 예상 되며 초기값 또한 수치로 나타난 값과는 다른 수치가 적용된것 같다. 또 close loop에선 오차보정률이 생각보다 적었으며 Pi에서 정상상태 오차를 없애는데 사용되는데 적분이득을 잘못 조정하면 시스템이 불안해지고 반응이 느려지는 현상을 보인다. 이것또한 오차로 작용했을것으로 추정되며 P제어에서는 구현하기는 쉬우나 이제어만으로는 적분기가 플랜트에 없을 경우 정상상태 오차가 발생할 수 있다.
7. 고찰
아직 제어공학을 이수하지 않아 이번실험에 대해 이해도가 떨어지는 것 같아 아쉽다. 개루프제어를 같은 외란인데도 폐루프제어에서 오차를 보정하는 것이 놀라웠다. 특히 비례적분제어에서 가장 정확한 위치를 제어 보정 하는것을 관찰 할 수 있었다.
하지만 큰 오차가 생겼고, 비록 원리는 이해했으나 정확한 실험측정치가 나오지 못해 아쉽다. 조금더 오차에대한 원인을 생각해보고 분석 정리해서 다음실험에선 더나은 결과를 도출하겠다.

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