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PID control



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목 차
개요 및 간략 소개
P, I, D 제어기의 특성
스프링-댐퍼의 전달함수 유도 및 블록선도 작성
각 제어기의 전달 함수 유도 및 MATLAB작성
각 제어기의 응답특성 비교
고찰 및 느낌점
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개 요
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1. 개 요
기계 제어시스템 분석
(수학적 모델링, 전달함수 유도, 블록선도 표시)
MATLAB을 사용해 게인값 변화에 따라 P, I, D, PI, PD, PID 응답 특성
MATLAB을 통해 각 제어시스템의 응답을 시각적으로 관찰 및 비교
PID제어기의 최적 게인값 도출
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P, I, D 제어기의 특성
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2.1 P, I, D 제어기의 중요성
기준 전압을 유지
온도, 압력, 유량, 회전, 속도 등을 제어
일상생활의 대부분
중요성

제어공학의 90%이상

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2.2 제어시스템에서 중요한 용어
제어량
시간

목표값
overshoot
목표값 도달 시간
정상상태의 오차
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2.3 P, I, D 제어기의 특성
미분 제어기(D 제어기)
오차가 변하는 비율에
따라서 비례하는 제어
비례적분미분 제어기
(PID제어기)
오버슈트 감소
잔류편차 제거
비례미분 제어기(PD 제어기)
응답의 속응성 개선과
-잔류 편차 감소
제어기
비례적분 제어기(PI 제어기)
- 정상상태의 오차를 감소
비례 제어기(P 제어기)
오차에 비례하는 제어
적분 제어기(I 제어기)
오차의 크기와 편차가
발생하고 있는 시간에
둘러싸인 면적에 비례
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스프링 - 댐퍼
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3.1 스프링-댐퍼의 전달함수 유도

외력 (F) 〓 1N
b 〓 10Ns/m
K 〓 20N/m
M 〓 1kg
X(s)
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3.1 스프링-댐퍼의
b 〓 10Ns/m
K 〓 20N/m
M 〓 1kg

블록선도 작성

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3.2 MATLAB 작성
t 〓 [0:0.001:2]
M 〓 1;
b 〓 10;
K 〓 20;
num 〓 [1];
den 〓 [M b k];
sys 〓 tf(num,den);
step(sys,t)
grid
이 시스템으로는 목표값 1에 전혀 도달 할 수 없다는 것을 알 수 있다!!
따라서 PID제어기를 이용해서 목표값에 도달하도록 해보자!!

전달함수 분자

전달함수 분모
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각 제어기 전달함수 유도
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4.1 P 제어기 (전달함수 유도)
G(s)

E(s)
B(s)
+
-
입력 : F(s)
출력 : X(s)
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…(생략)
 

        
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