[제어공학]스프링 댐퍼 시스템,로우패스필터(Matlab 시뮬레이션)

소개글

스프링댐퍼 시스템에서 m(질량), k(스프링상수), b(감쇠계수) 에 따라 x(t) 가 어떻게 변화되는지를 Matlab 으로 시뮬레이션하고 설명한 내용입니다. 또 로우패스필터(low pass filter) 회로에서 state variable 을 구하고 R(저항)과 C(커패시터)의 값의 변화에 따라 출력전압을 시뮬레이션하고 설명한 레포트입니다. 이 레포트에는 문제에 대한 Matlab 프로그램 소스와 그래프, 수식을 통한 자세한 설명이 있기 때문에 스프링댐퍼 시스템과 로우패스필터를 이해하는데 어려움이 없을 것입니다.

목차

1. m=1kg, k=1N/m, b=2Nsec/m, x(0)=0.1m, (0)=0 일 때

a) x(t) 를 simulation 하기.
b) b=1 로 했을 때 simulation
c) 진동하게 되는 b 값을 찾아라.
d) f(t)=sin(t) 일 때



2. 다음 회로를 보고,
a) state-variable 을 구하라.

b) 초기 조건이 모두 0으로 주어지고, R=1Ω, C=F 일 때 step 을 사용하여 unit step 반응을 simulation 하시오.

c) 일 때, lsim 을 사용하는 을 simulation 하라.

본문내용

다음 그림은 질량-스프링-댐퍼시스템(mass-spring-damper system)과 힘의 관계식을 표현한 질량에 대한 자유물체도이다. 질량이 m이고, 스프링 상수가 k, 댐퍼의 감쇠계수가 b, 외력이 F, 평형상태로부터의 변위가 x 일 때 뉴턴역학에 의한 방법으로 운동방정식을 유도하면...............


1. m=1kg, k=1N/m, b=2Nsec/m, x(0)=0.1m, (0)=0 일 때

a) x(t) 를 simulation 하기.

찾고자 하는 값이 x(t) 즉, 변위이다. 초기 변위를 0.1m 로 주어졌기 때문에 0.1에서 시작하고, spring 과 damper 에 의해서 제자리(x=0위치) 로 돌아온다............(중략)

2. 다음 회로를 보고,
a) state-variable 을 구하라.

초기 조건이 모두 0으로 주어지고, R=1Ω, C=F 일 때 step 을 사용하여 unit step 반응을 simulation 하시오.

Step 은 초기 조건을 모두 0이라고 가정하고, 반응값을 계산해 그 결과값을 출력한다. 따라서 시간에 따른 출력값 값을 구하는 것이다. 아래 그래프를 보면, 초기의 전압이 0에서 시작하여 시간이 지남에 따라 커패시터에 의해 충전되면서 출력 전압이 1에 가까워지는 것을 알 수 있다.......................(이하 생략)

참고 자료

없음