[제어공학실험]진상제어기

소개글

제어기 중 진상제어기에 관한 실험리포트입니다.
진상제어기와 플랜트가 직렬 연결된 폐루프 제어 형태이며
실험결과와 MATLAB, PSPICE(OrCad) 시뮬레이션 결과 및 소스가 수록되어 있습니다.

목차

1. 관련이론
II. 실 험
III. 고 찰
IV. 참고문헌
V. 보고서 작성시 사용한 소프트웨어

본문내용

1. 관련이론
점선과 같이 각 소자들을 임피던스로 치환하면
(전압분배법칙)
■■■■■■■■■■■■ (식 11-1) 진상보상기의 전달함수
■■■■■■■■■■■■■■■■■ (식 11-2)
여기서 (시정수), (직류이득), : 영점, : 극점
식 11-2에서 , 으로 두고 Nyquist 선도를 그리면
동일한 조건에서 보드선도를 그려보면
■ 진상보상기의 특징
■ 과도응답에 대한 보상 개선 : 정상편차에 대한 보상은 미미
■ 정현파 입력에 대해 정현파 출력
■ 출력파형의 위상이 입력파형의 위상보다 앞섬 : 진상보상기
■ 고주파에 대한 응답특성이 좋음 : HPF ( High Pass Filter )
■ 진상보상의 효과
■ 진상제어기는 전향경로전달함수에 하나의 영점과 하나의 극점을 추가하는데 영점이 극점의 오른쪽에 있도록, 즉 이 되도록 한다.
■ 일반적인 효과는 폐루프계통의 제동을 더해 주므로 발진하는 제어계의 이득여유와 위상여유를 개선시켜주는 형태로 안정화시켜주는 역할을 한다.
■ 또한 폐루프계통의 대역폭이 증가되므로 더 빠른시간에 대응하며, 진상보상은 계통의 정상상태 오차에는 영향을 미치지 않는다.
■ 진상보상기의 단점
■ 1단 진상제어기로부터 얻을 수 있는 최대 위상은 90■이하이다. 따라서 90■이상의 진상이 필요할 때에는 제어기를 다단으로 사용하여야 한다.
II. 실 험
1. 인 진상보상기를 구성하라. ( 가변저항)
: 기준전위로부터 가변저항의 중간(설정된 부분)까지의 저항값
2. 가변저항 이 다음과 같을 때 진상보상기의 전달함수를 구하라.
등가회로로 나타내면 왼쪽 그림과 같다.
점선과 같이 두 임피던스 , 로 나누면
전압분배법칙에 의해 이므로,
■■■■■■■■■■■■■■■ (식 11-3)
따라서 가변저항의 변화에 따른 전달함수는 다음과 같다.
3. 위의 전달함수로부터 진상보상기의 시정수 , 직류이득 , 및 위상리드각 을 구하라. 가변저항 값의 변화에 따른 시정수, 직류이득 및 위상각의 변화에 대하여 설명하시오.
2항의 전달함수에서 시정수 , 위상리드각
직류이득
값이 커짐에 따라 직류이득은 증가하며 위상리드각은 작아지는 반면,
값에 관계없이 시정수 는 일정함을 알 수 있다.
4. 진상보상기의 전달함수를 이용하여 에서 ■로 변화시켰을 경우 극좌표도를 그려라. 가변저항 의 변화에 따른 극좌표도를 함께 그리고 설명할 것.
전달함수에서 를 로 치환하고 값과 값을 각각 대입한 후 분모를 유리화하여 실수부, 허수부로 나누면 다음과 같은 data가 얻어진다. (세부 계산과정 생략)
이 data를 토대로 Nyquist 선도를 그리면 다음과 같다.

참고 자료

없음