기계공학실험2 [A+인증] 동적시스템 보고서

소개글

"[실험2 A+ 인증] 기계공학실험2 동적시스템"에 대한 내용입니다.

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목차

1. 실험요약
2. 실험결과
3. 고찰
4. 참고문헌

본문내용

1. 실험 요약
1.1 실험 목적
질량, 스프링 그리고 댐퍼로 구성된 시스템의 동적 특성을 가진주파수(excitation frequency)에 따라 주파수 응답(frquency response)을 구하고, underdamped, critically damped, overdamped system들의 bode plot을 그려보고 분석하는 방법을 학습하고자 한다.

1.2 결과 개요
본 실험의 system은 주파수가 증가할수록 Magnitude가 증가하였다가 극댓값에 도달한 후 다시 감소하는 경향을 보이는 underdamped system의 곡선의 형태와 유사하다는 것을 통해 underdamped system임을 알 수 있다. 또한, 극댓값을 가지는 지점에서의 주파수가 공진주파수이며 본 실험에서는 0.8Hz가 공진주파수가 된다는 점을 알 수 있다.

<중 략>

3. 고찰
본 실험에서는 자를 DC모터 축에 고정시켜 원하는 주파수별로 입력하여 자의 회전 각도(degree)를 비교하여 공진주파수를 찾고 이를 바탕으로 bode plot을 그려보는 과정을 진행하였다. 실험은 총 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 3, 5, 7, 9, 10Hz의 주파수로 11번을 실행하였고 이 과정에서 실험 컴퓨터의 arduino 프로그램에는 10을 곱한 값을 입력하여 10초동안 자의 움직임을 관찰하였다. 이후 결과값을 바탕으로 각각의 주파수에 대한 정현파 입력과 측정 각도의 그래프를 MATLAB 프로그램을 이용하여 그려냈다. 그래프를 그리는 데 있어 300~500번째 사이의 데이터들을 사용하였는데 이유로는 초반의 과도상태(Transient)가 지나고 난 후의 정상상태(Steady-state)에서의 결과를 다뤄야 하기 때문이다. 또한, 정현파 입력은 단위가 Volt[V]이기 때문에 이를 각도로 환산하기 위해 19.2로 나누어 표현하였고, 엔코더에서 측정된 각도들은 0을 중심으로 진동을 하는 그래프가 아니기 때문에 이를 0을 중심으로 진동하는 그래프로 바꾸기 위해 offset을 시켜 <그래프 1>~<그래프 11>과 같이 입력과 출력을 한 그래프에 나타내었다.

참고 자료

동적시스템 주파수 응답 분석 실험 교안, 단국대학교 기계공학과
Richard C.DorfRobert H.Bishop, 『최신제어시스템 13th edition』, 이동익이호재조남훈정은태 옮김, PEARSON, p491~p492

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