도립진자의 동작 원리와 특성을 알아보고자 한다.
Ⅱ. PID 제어기를 이용한 도립진자시스템
아래 <그림2-1> 에서 볼수 있듯이 도립진자는 cart를 움직이는 힘 y 와 진자 움직임 상태를 나타내는 θ 의 2개의 변수를 가진 system이므로 2개의 nonlinear 상태방정식을 구할 수 있다.
1. 도립진자의 운동
도립진자시스템의 모델을 운동방정식으로 나타내고 이것을 선형화시킨다. 그 다음 상태방정식과 전달함수로 표현한다. 3장에서는 도립진자시스템에서 나타나는 특성들을 여러 제어기법을 이용해 알아볼 것이며 4장에서는 PID 제어기의 설계에 대해 순서적으로 나열할 것이다. 5장에서는 설계된 제어
도립진자는 적당한 제어력이 작용하지 않으면 항상 넘어 지려고 한다는 점에서 불안정
하다. 주어진 도립진자시스템에 대한 비선형 수학적 모델을 선형화 시키고, PID제어기
및 상태되먹임 제어기의 응답특성 파라미터를 적절히 선정하여 도립진자시스템을 안정화
시켜본다. 또한 MATLAB을
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 판단되
도립진자의 자세 및 위치제어에 이용된다.
불안전한 시스템을 안정화시키기 위하여 feedback 제어를 사용하며, 이를 통해 시스템의 출력이 기준 입력 신호에 따라가도록 할 수 있다. 이 시스템의 제어 방식으로 ED-4800A를 이용한 아날로그 제어와 도스, 윈도우, Matlab/Simulink를 이용하는 디지털 제어 방식을