도립진자 모델의 PID 제어기 설계

 1  도립진자 모델의 PID 제어기 설계-1
 2  도립진자 모델의 PID 제어기 설계-2
 3  도립진자 모델의 PID 제어기 설계-3
 4  도립진자 모델의 PID 제어기 설계-4
 5  도립진자 모델의 PID 제어기 설계-5
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소개글
도립진자 모델의 PID 제어기 설계에 대한 자료입니다.
목차
목 차
1. 서론
1.1 연구 배경
1.2 연구 목적
1.3 논문의 구성
2. 도립진자 모델
2.1 파라미터
2.2 운동방정식
3. 시스템 특성
3.1 극점-영점의 위치
3.2 근궤적
3.3 나이키스트선도
4. PID 제어기 설계
5. 모의실험 및 결과
6. 결론 및 향후과제
참고문헌
본문내용
1. 서론

1.1 연구 배경
도립진자 시스템은 수레 위의 진자가 적당한 제어 힘이 없는 상황에서 중력에 의해 어느 한 쪽으로 넘어지려고 할 때 외부에서 수레에 힘을 가하여 특정 위치와 진자의 각도를 유지시키는 시스템을 말한다. 이러한 도립진자 시스템은 미사일 제어, 크레인 제어 및 2족 보행 로봇의 자세제어 등의 기본이 되는 비선형 시스템의 대표적인 예로서, 현재 산업 전반에 수행되고 있는 위치 및 자세 제어 분야의 다양한 시스템에 응용 가능한 시스템이다.
손가락 끝에 막대를 올려놓고 평형하게 유지하도록 하는 문제는 발사 초기단계에 있는 미사일의 비행자세를 조정하는 문제와 다를 바 없듯이 도립진자의 제어는 이것의 축소판으로서 가치가 있다.

1.2 연구 목적
도립진자를 직접 설계해 봄으로써 그 동안 자동제어공학 및 제어시스템공학 강의시간에 배워오던 제어 이론을 실제로 적용해 보는 것을 목적으로 한다. 도립진자를 구현하는 데 있어 그 동안 배워왔던 시간영역 또는 주파수영역에서의 해석과 시스템에 최적의 성능을 설계하는 것을 활용하여 하나의 완전한 시스템을 만들어 볼 수 있기 때문에 자동제어 분야에서의 가장 적합한 과제라고 생각한다.
도립진자는 제어에 관련된 거의 모든 책에서 예시가 되어 있고 복잡하지 않은 과정으로 제어를 실제적으로 해 볼 수 있으므로 이론을 실제의 시스템에 적용시키기에 적합한 과제라고 생각한다. 또한 이것을 Matlab과 Simulink를 해석과 설계에 이용함으로 해서 시스템의 성능을 효과적으로 증진시킬 수 있게 한다.

1.3 논문의 구성
이 논문의 구성은 다음과 같다 : 우선 2장에서는 도립진자 시스템의 모델을 운동방정식으로 나타내고 이것을 선형화시킨다. 그 다음 상태방정식과 전달함수로 표현한다. 3장에서는 도립진자 시스템에서 나타나는 특성들을 여러 제어기법을 이용해 알아볼 것이며 4장에서는 PID 제어기의 설계에 대해 순서적으로 나열할 것이다. 5장에서는 설계된 제어기를 포함한 전체 시스템에 대한 모의실험을 통해 결론을 도출할 것이다. 마지막으로 6장에서 향후과제를 소개하였다.


참고문헌

[1] 권욱현. 권오규. 자동제어공학. 청문각, 2003.
[2] 황우현. 김경숙. Matlab 제어공학. 멀티정보사, 1997.
[3] 이경옥. Simulink 길잡이. 멀티정보사, 2000.
[4] 황우현. Matlab과 Simulink를 이용한 공정의 제어. 멀티정보사, 1999.
[5] 리얼게인 기술연구소. 자동제어 실험 실습. 도서출판 아진, 2000.
[6] 정슬. Simulink 기초 사용법과 응용기술. 도서출판 아진, 2002.
[7] 허욱열. 김종선. 김한실. 심귀보. 정찬수. 허명준. 제어시스템 해석 및 설계. 대웅, 2003.