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소개
아주댿 기계공학 응용실험, 동역학 및 자동제어 응용실험 결과 보고서입니다.목차
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치 및 실험 방법
4. 실험 결과 및 고찰
5. 결 론
6. 참고문헌본내용
1. 실험 목적
1) DC 모터왿 아두이노를 이용하여 모터의 위치 제어 시스템을 만들고, PID를 제어기로 사용하여 모터의 각도를 제어함으로써 모터 제어시스템의 동역학과 자동제어에 대해 이해한다.
2) PID제어에서 P, I, D 각각의 특징에 대해 분석해 본다.
3) 모터의 과도응답과 정상상태 응답을 분석해 본다.
2. 실험 이론
2-1. 모터(전동기)
모터는 전기에너지를 운동에너지로 바꾸는 장치를 의미한다. 하지만 꼭 전기에너지로만 작동되는 것은 아니고 엔진 같이 화학 반응 에너지를 운동에너지로 바꾸는 경우도 있고 회전운동뿐만 아니라 반복운동을 해주는 것도 모터라고 말할 수 있다. 모터는 플레밍의 왼손법칙을 따른다.
모터의 종류에는 DC 모터왿 AC 모터가 있다. 주요 특징은 아래 <표 1>과 같다.
DC 모터
- 직류전원을 이용.
- 고정된 자기장(영구자석, 전자석) 형성.
- 정류자왿 브러시로 연속적인 회전.
브러쉬에 마모에 따른 성능 저하 존재.
- 간단한 구조, 비교적 작은 힘.
- 제어가 쉽고, 저렴한 가격.
- 플레밍의 왼손법칙을 이용
- 급격한 가속성, 선형적인 회전 특성
- Cf. 주로 소형 모터, 장난감.
AC 모터
- 교류 전원을 이용.
- 고정자: 회전하는 자기장 형성
- 회전자: 회전자 구조에 따라 구분.
- 복잡한 구조, 큰 파워.
- 유도 모터, 동기 모터 등이 있음.
- Cf. 산업용
<중 략>
4. 실험 결과 및 고찰
Step 3) 다음 조건을 만족하도록 P, I, D 값을 찾고, 최종 응답 성능을 기술하라. 조건에 맞는 응답을 찾을 수 없다면 그 이유는 무엇인지 기술하라.
Step 4) 모터의 목표 각도를 120°로 바꾸어 다시 튜닝을 한다면 각각 P, I, D값이 어떻게 변화하는지 Step 3의 결과왿 비교하여 기술하라.참고자료
· 기계공학응용실험(동역학 및 자동제어 실험) 강의노트”, 아주댿학껓, 2023.
· 기계공학응용실험(동역학 및 자동제어 실험) 실험강의자료”, 아주댿학껓, 2023.
· 플레밍의 왼손법칙”, 두산백과, 2023년4월10일 접속,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1250359&cid=40942&categoryId=32240.태그
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Easy Ai 요약
이 문서는 DC 모터왿 아두이노를 이용한 모터 위치 제어 시스템 실험 결과를 보고하고 있다. 실험 목적은 모터 제어시스템의 동역학과 자동제어에 대해 이해하고, PID 제어기의 P, I, D 각각의 특징을 분석하며, 모터의 과도응답과 정상상태 응답을 분석하는 것이다. 실험 장치로는 엔코더 장착형 감속기어 모터, Arduino Uno, L298 모터드라이버 등을 사용하였다. 실험 결과, PWM 값이 증가할수록 모터 속도도 증가하는 것을 확인하였다. PID 제어기의 경우, P값이 증가하면 rising time과 settling time은 감소하지만 overshoot이 증가하였고, I값이 증가하면 steady-state error가 감소하는 것을 확인하였다. D값이 증가하면 damping 효과가 커져 진동을 줄이는 것을 알 수 있었다. 최종적으로 target 각도 60도왿 120도에 대해 각각 PID (1, 10, 0.05)왿 PID (4, 10, 0.05)의 값을 찾아 모든 성능 지표 조건을 만족시켰다. 이를 통해 PID 제어기의 특성을 잘 이해하고 실제 모터 제어에 적용할 수 있는 능력을 보여주었다. 전반적으로 실험 설계왿 데이터 분석이 체계적이며, PID 제어기의 특성을 잘 이해하고 있음을 알 수 있다. 따라서 이 문서는 실험 목적을 잘 달성하였다고 평가할 수 있다. -
자료후기
Ai 리뷰실험 설계왿 데이터 분석이 체계적이며, PID 제어기의 특성을 잘 이해하고 있음을 보여준다. -
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