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실 험 제 목 : 제 어 실 험
1. 실험 개요
제어공학은 산업혁명의 원동력이 된 증기기관의 속력조절에 제어기법이 쓰이면서 주목받기 시작하였다. 현대의 산업과 문명이 빠른 속도로 발전하면서 각종 공정과 시스템들이 대형화되고 고도화됨에 따라 제어공학의 필요성은 더욱 높아지고 있으며, 우주ㆍ통신ㆍ환경ㆍ생명 등의 미래산업분야에서 제어공학은 기반기술로서 더 큰 역할을 맡게 될 것이다. 이러한 추세에 발맞추기 위해 이번 실험을 통하여 제어공학이란 무엇이며 산업현장에서 가장 많이 쓰이는 PID제어기가 무엇이며 구성은 어떻게 되는지 그리고 어떠한 방식으로 작동하며 쓰이는 지에 관해 알아보도록 할 것이다.
2. 실험 목적
본 실험은 제어기를 직접 설계하고 실제 플랜트와 연결하여 제어 실험을 하고 이 데이터를 바탕으로 제어이론에 대한 이해 및 설계능력을 갖추는데 있다. 여기서 설계하고자 하는 시스템은 Two_mass_spring_damper 시스템으로서 로봇의 팔이나 컴퓨터 하드디스크의 리더암의 시스템과 유사한 기본적 구성으로 제어하고자 하는 구체적 내용은 다음과 같다. Two_mass_spring_damper 시스템의 두 번째 mass의 위치를 settling time이 1초 이내 over shout 가 10% 이내가 되도록 한다.
3. 실험 장치
PID제어기, Eletromechanical Plant, DSP Based Controller/ Data Acquisition Board, Iput/Output Electronics, System Interfase Software,
4. 실험 이론(실험 방법)
#제어공학 [制御工學, control engineering] 이란?
기초 공학의 한 부문으로써 제어에 필요한 기술에 대한 학문체계이다. 그 기술은 단순히 제어의 분야에 머무르지 않고 통신공학 ·컴퓨터공학과 함께 기술혁…(생략)
1) 제어(control)란 어떤 대상시스템의 상태나 출력이 원하는 특성을 따라가도록 입력신호를 적절히 조절하는 방법을 말하며, 제어하고자 하는 대상을 플랜트(plant), 제어동작을 수행하는 장치를 제어기(controller)라고 부른다.
2) 제어시스템은 제어기와 플랜트의 연결방식에 따라 개로(Open-loop) 제어시스템과 폐로(closed-loop) 제어시스템으로 분류된다. 그런데 개로제어는 대상시스템의 특성을 잘 알고 있는 경우에 정확한 제어가 가능하기 때문에, 산업현장에서는 폐로제어가 많이 쓰이고 있다.
3) 폐로제어는 플랜트의 출력을 입력단에 되먹여서 제어에 활용하기 때문에 되먹임제어(feedback control)라고도 한다. 이 기법을 쓰면 플랜트의 특성을 정확히 모르는 경우에도 제어를 수행할 수
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