자동제어실험-flexible_link.

소개

자동제어실험-flexible_link.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 방법
(1) Simulation
(2) Quanser 실험
4. 실험 결과 고찰

본문내용

1. 목적
state feedback controller를 이용하여 Flexible Link 빔 끝의 떨림을 최소화 하면서 빔을 원하는 위치에 위치시킨다.
PID 제어를 통하여 제어하여 본다.
2. 이론
flexible module의 parameter 값
LQR
lqr 문제는 연속형 선형 시스템에서 quadratic 항으로 된 비용함수를 최소화 하는 상태궤환이득을 구한다.
선형 시스템에서, K = lqr(A,B,Q,R) 은 다음의 궤환식 u = -Kx 에서 최적의 궤환이득 K 를 준다.
3. 실험 방법
(1) Simulation
위에서 정리한 parameter 값들을 대입하여 State-space를 포함한 LQR 제어기를 갖는 시스템을 구성하기 위해 module의 parameter 값들을 대입하여 state-space model 행렬을 구하였다.
Matlab을 이용하여 State-space model 행렬값을 구하고, lqr함수를 이용하여 최적의 궤환이득인 k값을 구하였다.
회로 구성
앞서 구한 최적



4. 실험 결과 고찰
제어 전에 sensor 값을 포함한 파형이 없어서 pid 제어로 모터가 위치 제어 된 상태의 그래프만 첨부하게 되었다. 제어 후의 파형과 비교, 고찰해보도록 하겠다.
제어 전 Flexible link 값의 안정화 시간이 제어 전에는 1.5초 정도에 값이 0으로 안정을 찾았지만 떨림이 완전히 멈추지 못하였다.
하지만 제어 후 Flexible link 값은 위의 그래프에서 살펴보듯이 Ts이 0.4초정도로 제어전보다 훨씬 덜 걸렸으며 거의 정지하는 모습을 보여줬다.
PID feedback제어를 통하여 안정화 시간을 줄이고 빔의 떨림을 최소화하여 제어하는데 성공하였다.
빔의 떨림은 제어가 되어서 만족스러웠지만 위의 그래프에서 보듯이 input signal이 30일때와 -30일 때 제어가 다른 것을 확인할 수 있다. 이것이 이상해서 sensor 값만 따로 받아보았는데 Flexible link가 떨림도 없고 정지 상태에서 값이 정지하지 않고 계속 +로 올라가는 것을 발견할 수 있었다. 피드백 값에 가감되어서 좌 30도 우 30도 갈 때 서로 다른 파형을

참고자료

· 없음