[제어공학실험]비례(P)제어기를 갖는 폐루프제어

소개글

비례(P)제어기에 관한 실험리포트입니다. 플랜트가 연결되어 있고 폐루프시스템입니다.
PSPICE, MATLAB 시뮬레이션 결과와 소스가 수록되어 있습니다.

목차

I. 관련이론
II. 실 험
III. 고 찰
IV. 참고문헌

본문내용

I. 관련이론

(1) 비례제어기를 이용한 폐루프 제어시스템


Zienger-Nichols의 계단응답법에서

: 비례제어기의 이득, : 제어대상(PLANT)의 이득, : 무응답 시간, : 상승시간

: 안정한계일 때의 시간응답에 의하여 구한 임계이득

(2) step 입력에 대한 정상편차 (편차 : 시간 경과 후 없어지지 않고 남아있는 값)
Laplace Transform 최종치 정리에 의해서

위 블록선도에서 이며
개루프 전달함수는

따라서 스텝입력에 대한 정상편차는

■ 계단입력에서

(3) 외란에 대한 응답특성
외란에 대한 전달함수는
이므로
외란 변화에 대한 출력의 변화는
: 가 어느정도 커지면 안정해지겠지만 편차를 0으로 만들 수 없다.
■ 가 작을수록, 는 클수록 외란에 대한 제어량의 오차가 작아짐을 알 수 있다.
■ 그러나, 가 지나치게 커지면 발진한다.


II. 실 험

1. 비례제어기를 갖는 폐루프 제어의 실험회로를 구성하고 개루프 전달함수를 구하시오.



14장의 회로와 동일하므로
, ,
: 비례이득 , , (직류이득), , (시정수)


2. 위 실험회로에 대하여 폐루프 전달함수를 구하시오.

3. P 제어기의 이득을 1, 10, 50, 100 으로 했을 경우 ( 최대저항) 입력 파형과 출력 파형을 오실로스코프로 관측하시오. 이 때, 함수발생기의 출력전압은 구형파, , 로 조정한다.



■ 파형을 자세히 관찰하기 위해 확대를 했으나 확대 배율이 각각 다르므로 주의!
MATLAB에서 다음과 같은 명령어로 위 제어계를 구현하려 했으나 원하는 파형이 나오지 않아 simulink로 구현




4. 출력의 오버슈트가 약 4%가 되도록 비례제어기의 가변저항 로 조정한다. 이 때 비례이득 는 얼마인가?


■ MATLAB simulation은 원하는 파형이 나오지 않아 생략

정상편차 :
6. 입력전압을 제거하고, D점에 구형파 전압 를 인가하여 외란에 대한 응답특성을 오실로스코프로 관측하시오.
7. 외란에 대한 정상편차를 측정하라.
8. 정정시간을 관측하시오.




■ 파형을 자세히 관찰하기 위해 확대를 했으나 확대 배율이 각각 다르므로 주의!













III. 고 찰
■비례이득이 크면 상승시간을 앞당길 수 있으나 오버슈트가 커진다.
■외란의 입력에 대한 출력은 비례이득이 클수록 작아지지만 지나치게 크면 불안정해진다.

IV. 참고문헌

참고 자료

없음