아주대학교 기계공학응용실험 동역학 및 자동제어 만점 결과보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치 및 실험 방법
4. 실험 결과 및 고찰
5. 결 론

본문내용

1. 실험 목적
목표 1: DC 모터와 아두이노를 이용하여 모터의 위치제어 시스템을 만들고, PID를 제어기로 사용하여 모터의 각도를 제어함으로써 모터 제어시스템의 동역학과 자동제어에 대해 이해한다.
목표 2: PID 제어에서 P, I, D 각각의 특징에 대해 분석해본다.
목표 3: 모터의 과도응답과 정상상태 응답을 분석해본다.

2. 실험 이론
2-1. 모터의 정의
모터는 전기에너지를 운동에너지로 바꾸는 장치이다. 엔진처럼 화학에너지를 운동에너지로 변환시키는 것과 같이 전기에너지를 사용하지 않아도 역학적 에너지를 만들어내는 장치 또한 모터에 해당한다. 발전기는 모터와 반대로 운동에너지를 통해 전기에너지를 얻는 장치이다.

2-2. 구동 원리
1820년 나침반의 바늘이 근처의 전류 변화에 따라 움직임을 발견하여 전류가 자기장을 만듦을 최초로 발견했다. 그리고 솔레노이드를 통해 전기가 흐르는 도선 주위에 자기장이 발생함을 이용하였다. 솔레노이드 내부에 균일하면서 강도를 조절할 수 있는 자기장을 생성할 수 있게 되었다.
1821년 자기장 내에 흐르는 전기가 흐르는 도선이 회전함을 발견했으며 1831년 페러데이의 전자기 유도법칙을 통해 변화하는 자기장에 의해 회로에 전류가 유도될 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 로렌츠 힘(전기장 E, 자기장 B 내에서 v의 속도로 움직이는 전하가 받는 힘, F=qE+qv x B)을 정의했다.
모터는 플레밍의 왼손법칙을 통해 자기장과 전류의 상호작용에 의해 회전을 만들 수 있다. 고정자 자계 내에서 회전자 코일에 전기가 흐르면, 플레밍의 왼손법칙에 의해 전자력이 발생하고 이는 토크를 발생시켜 회전하게 된다. 발전기는 회전 시 이를 방해하는 방향의 유도기전력이 생기는 렌츠의 법칙을 이용하여 발전한다.

참고자료

· 없음