제어설계기법 실습 #7

1. 제어설계기법 실습 #7 PI and PD Controller Design

2. 실험실습 #7 안내서 • 실험실습 번호 : #7 • 실험실습 일시: 2011. . . • 담당교수 :  • 담당조교 : ,  목적 : PI와 PD 제어기 설계에 대하여 익힘 제목 : PI and PD Controller Design 실습에 필요한 기초지식 : 슬라이드 유인물 참조 실습절차 : 슬라이드 유인물 참조

3. G(s) PI Controller ▪ PI(Propotional-Integral) Controller Fig. 7-1 PI 제어기에 의한 폐루프 시스템

4. Step 1) 목표 오버슈트를 정하고 그에 해당하는 감쇠비를 계산한다 Step 2) PI 제어기로 추가시킬 영점의 위치 를 선정한다.(z>0 임에 주의).보통, 영점은 원점 가까이에 그리고 플랜트의 주극점에서 가능하면 멀리 떨어진 곳에 선정한다. Step 3) 영점 이 추가된 시스템에 대하여, 이득 에 대한 폐루프 시스템의 근궤적을 그린다. Step 4) 근궤적에서 목표 감쇠비에 해당하는 직선(실수 축과의 각도 )으로부터,목표 폐루프 극점은 선택한 다음, 선택된 극점에 해당하는 이득 을 결정한다. Step 5) 적분 이득을 와 같이 구한다. Step 6) PI 제어시스템의 시간응답을 확인하고, 만족스럽지 못한 경우 step 2)로 가서 반복한다. Procedures of PI Controller Design

5. G(s) PD Controller ▪ Pd(Propotional-Derivative) Controller Fig. 7-1 PI 제어기에 의한 폐루프 시스템

6. Step 1) 목표 정상상태오차와 오버슈트를 정하고 그에 해당하는 감쇠비를 계산한다 Step 2) 대상 플랜트의 형번호를 확인하고, 그에 적합한 정적 오차상수 를 계산한다. Step 3) 계산된 정적 오차상수 로부터, 목표 정상상태 오차 를 만족하는 비례 제어 이득 을 구한다. 이때, 정상상태 오차와 정적 오차상수와의 관계를 사용한다. Step 4) PD 제어시스템의 특성방정식을 형태로 변경시킨 다음, 미분이득에 대한 폐루프 제어시스템의 근궤적을 그린다. 그리고, 목표 감쇠비에 해당하는 직선(실수 축과의 각도 )를 근궤적에 함께 그린다. Step 5) (step 4)에서 작성한 근궤적 선도로부터, 목표 폐루프 극점을 선택한 다음, 선택된 극점에 해당하는 이득 을 결정한다. Step 6) PD 제어시스템의 시간응답을 확인하고, 만족스럽지 못한 경우 step 2)로 가서 반복한다. Procedures of PD Controller Design

7. MATLAB 실험·실습과제 7 1. 아래의 조건을 만족하는 C(s)를 설계하시오. 1) 다음 조건을 만족하는 K를 구하라. Steady-state error due to a ramp input ≤ 0.000443 2) 다음 조건을 만족하는 PI controller를 설계하고 폐루프 시스템의 0~0.04sec동안의 step 응답을 구하시오. Steady-state error due to a ramp input ≤ 0 Maximum Overshoot < 4.3% Hint: ki/Kp=10