pi제어기

소개글

pi제어기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. [실험 목적]
2. [기본 이론]
3. [실험 회로]
4. [사용기기 및 재료]
5. [실험순서 및 결과]

본문내용

e simulation을 행하여 실험하여 비교하시오.
Pspice Simulation
실험 결과
3
5
5.7 입력을 1VPP의 정현파 전압을 인가하고, 주파수를 변화시켜 다음 표를 완성하시오.
Frequency[Hz]
ω[r/s]
Output
20log｜G(jω)｜
Delay Time
∠G(jω)
Pspice
실험값
Pspice
실험값
Pspice
실험값
Pspice
실험값
12
80
22
20
30.1
26.02
0.065
0.065
-79.2
-79.2
16
100
32
20
30.1
26.02
0.049
0.05
-77.76
-72
48
300
32
20
30.1
26.02
0.0165
0.016
-74.88
-83.52
79
500
32
20
30.1
26.02
0.01
0.01
-75.6
-75.6
120
800
23
22.4
27.23
27
0.00695
0.007
-59.76
-57.6
159
1,000
17
22.2
24.61
26.93
0.0054
0.0055
-50.9
-45.18
480
3,000
15
22.2
23.52
26.93
0.00185
0.0019
-40.32
-31.68
796
5,000
10
22
20
26.85
0.0011
0.00115
-44.78
-30.46
1,200
8,000
10
10.4
20
20.34
0.00074
0.0008
-40.32
-14.4
1,591
10,000
10
10.4
20
20.34
0.00058
0.0006
-27.8
-16.34
4,800
30,000
10
10.4
20
20.34
0.000195
0.0002
-23.04
-14.4
7,958
50,000
10
10
20
20
0.00012
0.00012
-16.21
-16.21
12,000
80,000
10
9.6
20
19.65
0.00008
0.000081
-14.4
-10.08
15,910
100,000
10
8.2
20
18.28
0.00006
0.000062
-16.34
-4.89
5.8 표1을 사용하여 PI 제어기의 Bode선도를 그리시오. 전달함수를 이용한 이론적인 보드선도와 Pspice 시뮬레이션 결과를 나타내고 실험결과와 비교하시오.
[이론값]
[Pspice]
[실험결과]
5.9 적분콘덴서 C1의 값을 각각 0.1μF, 0.2μF으로 변화시키고 위의 실험을 반복한 다음 보드선도의 변화에 대해 검토하시오.
[C=0.1μF]
Frequency[Hz]
ω[r/s]
실험값
Output
20log｜G(jω)｜
Delay Time
∠G(jω)
12
80
22
26.85
0.063
-87.84
16
100
22
26.85
0.05
-72
48
300
12
21.58
0.017
-66.24
79
500
12
21.58
0.01
-75.6
120
800
10.4
20.34
0.007
-57.6
159
1,000
10.4
20.34
0.0055
-45.18
480
3,000
10.4
20.34
0.0019
-31.68
796
5,000
10
20
0.0011
-44.78
1,200
8,000
10
20
0.00077
-27.36
1,591
10,000
10
20
0.00058
-27.8
4,800
30,000
10
20
0.0002
-14.4
7,958
50,000
10
20
0.00012
-16.21
12,000
80,000
10
20
0.000081
-10.08
15,910
100,000
8.2
18.28
0.000061
-10.62
[C=0.2μF]
Frequency[Hz]
ω[r/s]
실험값
Output
20log｜G(jω)｜
Delay Time
∠G(jω)
12
80
12
21.58
0.06
-100.8
16
100
12
21.58
0.046
-95.04
48
300
10.2
20.17
0.016
-83.52
79
500
10.2
20.17
0.01
-75.6
120
800
10.2
20.17
0.0067
-70.56
159
1,000
10
20
0.0052
-62.35
480
3,000
10
20
0.0017
-66.24
796
5,000
10
20
0.001
-73.44
1,200
8,000
10
20
0.00072
-48.96
1,591
10,000
10
20
0.00056
-39.25
4,800
30,000
9.5
19.55
0.00019
-31.68
7,958
50,000
9
19.08
0.00012
-16.21
12,000
80,000
9
19.08
0.00008
-14.4
15,910
100,000
9
19.08
0.00006
-16.34
5.10 가변저항 R2, R4의 값을 변화시킬 경우 입력에 대한 출력의 변화를 측정하고 차이점을 적으시오.
[R4가변]
Pspice Simulation
실험 결과
α=0
α=0.333
α=0.666
[R2가변]
Pspice Simulation
실험결과
R2=10KΩ
R2=30KΩ
5.11 이상의 실험과 시뮬레이션 결과를 검토하고, PI 제어기에 대한 결론을 기술하시오.
실험 5.3~5.5 : 커패시터 용량이 증가함에 따라 비례이득 값은 변화하지 않고, 적분시간()는 증가한다.
실험 5.6 : 입력전압이 증가함에 따라 출력 파형은 구형파에 가까워진다. 그 이유는 에서 입력전압이 증가하면서 기울기가 증가하기 때문이다.
실험 5.7~5.8 : 주파수가 증가함에 따라 이득 값은 점점 감소하여 20logKp의 값인 20으로 수렴하고, 위상각은 -90°에서 0°로 증가하였다.
실험 5.9: 커패시터 용량이 0.1uF, 0.2uF일 때, 주파수가 증가할 때에도 실험 5.7과 같이 이득 값은 점점 감소하여 20logKp의 값인 20으로 수렴하고, 위상각은 -90°에서 0°로 증가하였다.
실험 5.10 : R4의 값이 커질수록 출력값은 커지고 출력파형은 구형파로 나타난다. R4의 값은 순수이득을 변화시킨다. =0일 때 이득공식의 분모가 0이 되어 이득은 무한대로 가고 출력 또한 매우 커진다. 그러나 실제 실험결과와 pspice 결과에서는 출력이 Vcc값을 넘기지 못하고 24V로 나타난다.
R2의 값이 10KΩ, 30KΩ일 경우 식에서 R2값이 100KΩ일 경우에 비해 순수이득과 적분시간이 줄어든다.

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