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모터 제어 실험: 폐루프 피드백 제어시스템 분석2025.11.151. 폐루프 피드백 제어시스템 폐루프 피드백 제어시스템은 출력값을 입력값과 비교하여 피드백을 통해 시스템을 제어하는 방식이다. 이 시스템은 참조값(R)과 제어된 출력값(C)의 오차(E)를 이용하여 컨트롤러 이득(K)을 조절한다. 전달함수는 C/R = KG/(1+KGH)로 표현되며, H값이 1일 때를 Unity Feedback이라 한다. K값을 증가시키면 출력과 입력의 값이 같아지는 특성을 가진다. 2. 직류 모터 속도 제어 직류 모터의 속도 제어는 타코미터로부터 측정된 속도 전압과 신호발생기의 속도 지령값을 비교하여 이루어진다. 폐...2025.11.15
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기계공학실험: PID 제어 실험 보고서2025.11.141. PID 제어 시스템 PID 제어는 Proportional(비례), Integral(적분), Differential(미분) 제어로 구성된다. P 제어는 목표값과 현재값의 차이에 비례하여 조정하는 방식이고, I 제어는 편차가 지속되면 조작값을 증가시켜 편차를 제거하며, D 제어는 편차의 변화율을 제어한다. 실험 결과 P=7, D=2.5, I=2.5일 때 15도 목표값에 대해 15.12도로 0.8% 오차율을 보여 가장 적절한 게인 설정으로 확인되었다. 2. 개루프 및 폐루프 제어 시스템 개루프 시스템은 입력값 변화에 따라 출력값이 ...2025.11.14
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직류 모터 속도 제어 시스템 실험2025.11.151. 폐루프 궤환 제어시스템 폐루프 궤환 제어시스템은 출력을 측정하여 입력과 비교하는 피드백 메커니즘을 통해 구성된다. 시스템의 전달함수는 G = KG/(1+KGH)로 표현되며, H=1인 경우 Unity Feedback이라 한다. 이득 K를 증가시키면 출력과 입력이 더욱 일치하게 되어 시스템의 정확도가 향상된다. 이러한 제어시스템은 식기세척기, 냉장고, 오븐 등 일상생활의 다양한 기기에 적용된다. 2. 직류 모터 속도 제어 직류 모터의 속도 제어는 타코미터로부터의 피드백 신호와 신호발생기의 속도 지령을 비교하여 이루어진다. 폐루프 ...2025.11.15
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스마트 생산과 자동화: 자동화의 기초2025.11.141. 자동화의 정의 및 역사 자동화(Automation)는 1946년 포드 회사에서 만든 용어로, 사람의 개입 없이 이루어지는 공정 또는 절차를 구축하기 위한 제반 기술을 의미한다. 자동화 시스템은 기업 수준의 제조지원시스템과 공장 수준의 제조시스템으로 구분되며, 자동화 및 제어기술, 자재취급기술, 품질관리시스템 등으로 구성된다. 2. 자동화 발전에 기여한 주요 장치 증기기관은 1차 산업혁명의 주축으로 동력을 생성하고 기계를 가동시켰다. 조속기는 속도를 조절하는 기계로 증기기관의 속도를 제어했다. 직조기는 펀치카드를 이용해 복잡한 ...2025.11.14
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서보제어 실험 결과보고서2025.11.141. 서보제어(Servo Control) 서보제어는 피드백을 이용하여 시스템의 출력이 입력 신호를 추종하도록 제어하는 기술입니다. 본 실험에서는 Closed-Loop 제어 방식을 적용하여 서보모터의 위치를 정밀하게 제어했습니다. Servo controller를 통해 삼각파 신호(주파수 1Hz, Amplitude 50%, Offset 0%)를 설정하고, 피드백 회로의 이득을 1로 설정하여 정확한 제어를 수행했습니다. 2. 서보모터(Servo Motor) 서보모터는 위치 제어가 가능한 DC 모터로, 정밀한 각도 제어가 필요한 응용분야에...2025.11.14
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도립진자 실험 장비 구성 및 제어 시스템2025.11.151. 도립진자 플랜트(ED-4820-1) 도립진자 실험 장비의 주요 구성 요소로, 길이 35cm와 50cm의 진자가 카트에 나사로 고정되어 있으며 좌우로 기울어진다. 진자의 기울어짐은 축과 각도 포텐셔미터를 통해 측정되며, 오른쪽 기울어짐은 양의 전압, 왼쪽 기울어짐은 음의 전압으로 표시된다. DC 서보 모터가 타이밍벨트를 통해 카트를 800mm 길이의 레일 위에서 이동시키며, 위치 포텐셔미터(10kΩ)가 카트의 위치 전압을 측정한다. 2. 도립진자 구동부(ED-4820-2) 도립진자 제어 시스템의 핵심 구동부로, 메인 전원 스위치...2025.11.15
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[A+ 결과보고서] 압력제어 실험2025.01.231. 제어 시스템 제어 시스템은 조절부, 조작부, 검출부로 구성되며, 개루프 시스템과 폐루프 시스템으로 나뉜다. 개루프 시스템은 구조가 간단하지만 오차가 많이 발생하고 교정할 수 없는 반면, 폐루프 시스템은 정밀 제어에 사용되며 안정도와 감도에 큰 영향을 받지 않는다. 폐루프 시스템에는 On-Off 제어, PID 제어 등이 있다. 2. 밸브 밸브는 유압 발생부, 제어부, 작동부로 구성되며, 공압식 밸브와 전동식 밸브가 있다. 공압식 밸브는 제어 속도가 빠르고 안정성이 높으며, 전동식 밸브는 출력 조절이 용이하고 더 정확한 제어가 가...2025.01.23
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위상 제어 루프(PLL) 실습 및 주파수 동기화 실험2025.11.141. 위상 제어 루프(PLL)의 동작 원리 위상 제어 루프는 출력신호의 위상을 입력신호의 위상에 고정하여 출력주파수와 입력주파수를 동일하게 유지하는 회로이다. 위상 검출기에서 입력신호와 VCO 출력의 위상 차이를 감지하고, 루프필터(저대역 통과필터)를 통해 평균 전압을 추출한 후 VCO의 입력으로 피드백한다. 두 신호의 주파수가 같아지면 위상 검출기의 출력이 일정해지고 위상이 고정된다. 2. VCO 커패시터 값에 따른 동작 주파수 범위 변화 VCO에 포함된 커패시터의 용량을 변화시키면 동작 주파수 범위가 달라진다. 기본 설정(용량 ...2025.11.14
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스마트 생산과 자동화: 제어시스템과 산업용 제어2025.11.141. 제어 시스템의 응답 제어 시스템의 응답은 입력(주로 계단입력) 시 시간 변화에 따른 출력의 변화를 의미합니다. 과도응답과 정상응답으로 구분되며, 비진동 응답은 느린 응답속도를 가지고 진동 시스템은 빠른 응답속도를 가집니다. 물체의 고유진동수와 외부 힘이 일치하면 공명이 발생하여 구조물 붕괴 등의 파괴로 이어질 수 있으므로, 진동 흡수 설계가 중요합니다. 2. 발전된 자동화 기능 안전 모니터링은 작업자 안전과 장비 보호를 위해 시스템 동작을 지속적으로 추적 감시합니다. 유지보수 및 진단은 고장 문제를 반자동으로 처리하고, 상태 ...2025.11.14
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Python을 이용한 화학공정 제어시스템 모사 실험2025.01.231. 화학공정 제어시스템 화학공정은 화학적, 물리적 과정을 통해 원료 물질이 원하는 생산물로 변환되는 생산공정이다. 제어시스템에 가장 최적으로 운전되는 공정 목표치를 설정하여 DSC, PLC 등 기본 제어시스템이 공정 목표치를 만족하도록 자동으로 운전할 수 있다. 2. 1차 공정시스템 1차 공정시스템은 동특성이 1차 선형미분방정식으로 표현되는 공정이다. 여기서 동특성은 응답이 움직이는 특성으로, 주어진 공정에 특정 입력을 넣었을 때 시간에 따라 출력 응답이 어떻게 움직이는지를 의미한다. 3. 2차 공정시스템 2차 공정시스템은 동특성...2025.01.23
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