![[메카트로닉스분야실험] 도립진자 시스템의 제어기 설계하고 실험을 통하여 검증한다-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/499/498591-0001.gif)
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분야
hwp목 차
1. 실험목표
2. 실험이론
2.1 제어의 기본적인 이행
1) 도립 진자 (Inverted pendulum)란?
2.2 제어의 이론
2.2.1 PID제어기
(1) PID제어
① 단순 ON/Off제어
② P(Proportional)제어
③ I(Proportional-Integral)제어
④ D(Proportional-Derivative) 제어
⑤ 컴퓨터에 의한 PID제어 알고리즘
2.2.2 LQR제어기
3. 실험실습
3.1 실험을 위한 장비 세팅
1) Lab 1 엔코더의 신호값을 확인한다.
(1) 모터 엔코더
(2) 펜들럽 엔코더
(3) 신호값 처리 모델링
(4) Angle Position Plot
(5) Angular Velocity Plot
(6) Angular acceleration
3.2 실험에 사용된 이론 및 실험에 사용된 시뮬링크 모델
최적 제어기 설계
(2) LQR 제어기를 이용
3.4 실험시 발생한 문제점
4. 결과 및 결론
5. 고찰
6. 참고
7. 첨부
1) 상태란?
2) 상태 공간의 표현
3) 상태 공간 방정식의 표현식
Fig.2-2 Q값에 따른 Pendulum의 각도
시스템의 Q[1,2]값은 motor의 각도 및 각속도에 대한 가중행렬이다. 이 값의 중요도는 Pendulum을 세우는데 중요하게 작용하지 않는다. 오히려 Q[1,2]값이 작을 수록 Pendulum은 빨리 안정화되는 것을 확인할 수 있었다. Q값에 대한 튜닝 과정을 거쳐 시뮬레이션상 Inverted pendulum을 적절히 제어할 수 있다고 판단되는 Q행렬을 정의하였다.
Q의 대각행렬 성분은 Q=[0.5, 0.5, 500, 1]로 정의하였다. 이 때의 시스템의 응답은 Fig.3과 같다. Fig.3-1은 Pendulum과 Arm의 각도 변화이고, Fig.3-2는 Pendulum과 Arm의 각속도 변화이다.
