[화공실험] 매트랩(MATLAB)을 이용한 화학공정 모델링 및 모사 결과 : MATLAB과 MATLAB의 SIMULINK를 이용하여 화학공정을 모델링하여 해를 구하고 공정제어 모사 실험을 한다

소개글

[화공실험] 매트랩(MATLAB)을 이용한 화학공정 모델링 및 모사 결과 : MATLAB과 MATLAB의 SIMULINK를 이용하여 화학공정을 모델링하여 해를 구하고 공정제어 모사 실험을 한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험방법 및 결과

4. 고찰

5. 참고문헌

본문내용

le은 지식만 있다면 아주 쉽게 방정식을 풀 수 있지만 지식이나 정보없이는 사용하기 어려운 프로그램이고 SIMULINK의 경우 기본 블록을 사용하기 때문에 초보자도 금방 배울 수 있지만 기본 블록에 대한 이해및 공부가 필요한 것 같다. 실험이 끝난 후 다양한 모양으로 그래프를 바꾸는 작업을 해봤는데 문자하나를 바꿈으로 인해 그래프가 순식간에 바뀐는 것을 보니 예전에 HTML을 배울때가 생각났다.
실험2번은 PID를 제어해보기 위해 각각의 값을 서로 다르게 입력해보면서 예상했던 그래프인기 비교 분석해보고 그에 따른 PID의 역할을 알아볼 수 있는 실험이었다.
‘P 제어’는
‘비례-Proportinal 제어’ 라고도 하며 에러 값의 비례해서 제어량을 변화시키는 방법이다.
‘PI 제어’는
에러 값을 적분한 값을 가지고 제어를 하는 것이며 P제어의 미소한 잔류편차를 시간단위로 적분하여 그 값이 어떤 크기가 되면 조작량을 증가시켜 편차를 없애는 방식다.
‘PD 제어’는
미분인데 오차값의 변화를 보고 조작량을 결정하는 방법이다. PD제어는 오차의 변화의 반대방향으로 제어가 이루어지게 된다.
다시한번 정리를 하면
P 제어를 할 경우에 에러 값에 비례해서 제어량을 변화시키고 완전한 수렴은 안되기 때문에 목표값의 몇 %에 도달했을 시 그것을 완료된 것으로 판단해 목표값 도달 시간을 줄여주는 역할을 한다.
I 제어를 할 경우 제어량이 어느 정도 목표값에 도달했을 때 미소한 잔류편차를 시간단위로 적분하면서 정상상태 오차를 줄이는 역할을 한다.
D 제어를 할 경우엔 오버슈트를 억제하는데 여기서 오버슈트란 현재치의 급변이나 외란을 말한다. 다시말하면 목표값에 비해 최고로 오차가 커지는 부분이 얼마인가를 보여주는데 이를 억제시키는 역할을 한다.
앞에서 설명했듯 P, I, D의 조작량은 서로 영향을 미치는데 오차값을 최소화 하며 빠르게 목표값을 얻기 위해서는 PID제어를 사용하는 것이 가장 이상적이라고 할 수 있다.
결과적으로는 PID를 사용하면 되지만 사용할 때도 내가 제어하고있는 부분이 어딘지 무엇인지를 알고 사용하기위해 행한 실험인것 같고 실험결과를 보고는 PID의 역할을 정확하게는 몰랐지만 결과레포트를 작성하면서 PID제어에 대해 정확하게 알게 되었다,
실험3번은 최종적으로 실제 MATLAB을 이용할 수 있는 경우를 실험해 본것인데 앞에서 실험한 내용을 토대로 SIMULINK를 만들고 알맞은 Parameter값을 입력한 후 MATLAB창에서 변수만 입력해주면 그에따른 결과를 얻을 수 있는 실험이었다. 이번에 처음으로 MATLAB을 사용해봤기 때문에 실제 실험에서 3번째 실험은 혼자 하지 못하고 MATLAB을 사용해봤던 같은 실험조원의 도움을 받아 함께 실험을 해봤다. 혼자 하지는 못했지만 같이하면서 어떤 식으로 기본 블록들을 만들고 연결하며 초기값및 각종 Parameter값을 입력하는 위치와 방법을 알 수 있는 실험이었다.
이번에 MATLAB실험을 하면서 단순히 그래프 그리고 방정식 푸는 프로그램으로 알고 있던 MATLAB이 정확히 어떤 프로그램인지 알게 되었고 그 작동원리도 알 수 있었다. 앞으로 공학도로써 계속 공부해 나가면 MATLAB을 사용할 일도 있을텐데 그때를 위해서 프로그램 설계에 대해 더욱 공부를 해야겠다고 생각했다.
참고문헌
http://www.brewerscience.com/products/cee/technical/spintheory/
http://images.google.co.kr/imgres?imgurl=http://materials.web.psi.ch/Research/Thin_Fil
화학공학과 실험 Ⅱ / 부산대학교 화학공학과 네이버 백과사전

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