[제어공학실험]제어대상의 계단응답 임계이득 및 주기 측정

소개글

제어시스템에서 계단응답 인가시 임계이득과 주기 측정에 관한 실험리포트입니다.
PSPICE와 MATLAB 시뮬레이션 결과 및 소스가 수록되어 있습니다.

목차

I. 관련이론
II. 실 험
III. 고 찰
IV. 보고서 작성시 사용한 소프트웨어

본문내용

I. 관련이론

(1) 계단응답 측정





■ : 무응답시간 , : 상승시간

(2) 임계이득 측정


비례이득 를 증가시키면 시스템은 안정상태에서 불안정 상태로 변화한다.
이 경우 불안정하게 될 때의 비례이득 를 임계이득 라 하고,
출력신호의 발진 주파수를 임계주기 라 한다.
II. 실 험

1. 2차 지연시스템의 계단응답 측정회로를 구성하라. (단, 가변저항은 최대위치)


2. 위 실험회로에 대하여 전체 전달함수를 구하라.



단, (직류이득), (시정수)
마찬가지로
, (직류이득), (시정수)
따라서 전체 전달함수는

3. 위 실험회로에서 1차 지연요소에 의한 응답특성곡선을 측정하고, , , 및 를 구하라. 이 경우 함수발생기의 구형파 입력전압은 , 를 사용한다.
① 실험결과


② OrCad simulation 결과(확대)



③ MATLAB simulation 결과(확대)


■ MATLAB 명령어

④ , , 값




5. 임계이득 측정회로를 구성하고, 전달함수를 구하라.



, : 비례이득
, (직류이득), (시정수)
, (직류이득), (시정수)
개루프 전달함수는

폐루프 전달함수는

6. 위 회로에서 저항 과 을 조정하여 제어계가 불안정하도록 비례이득 를 조절하라. 이 경우 제어계가 불안정할 때의 이득 를 구하고, 발진주파수의 주기 를 구하라.
① 실험결과(확대)

② OrCad simulation 결과(확대) : 비례대 조정은 실험할 때 측정한 가변저항값을 삽입 , 는 생략


③ MATLAB simulation 결과는 아래와 같은 명령어로 구할 수 있으나 비례대 조정을 위한 실험치의 저항값()을 삽입하였을 경우 원하는 불안정 파형이 나오지 않아 생략.

④ , 값




III. 고 찰
■ 값이 커질수록 임계이득 와 임계주기 가 커짐을 확인할 수 있다.

IV. 보고서 작성시 사용한 소프트웨어

참고 자료

없음