해피레포트 - 항공우주공학실험

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :항공우주공학실험 - 제어실험.hwp 문서분량 : 21 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.04.24 / 12.04.24 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 2,500 원

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보고서설명
제어공학은 산업혁명의 원동력이 된 증기기관의 속력조절에 제어기법이 쓰이면서 주목받기 시작하였다. 현대의 산업과 문명이 빠른 속도로 발전하면서 각종 공정과 시스템들이 대형화되고 고도화됨에 따라 제어공학의 필요성은 더욱 높아지고 있으며, 우주ㆍ통신ㆍ환경ㆍ생명 등의 미래산업분야에서 제어공학은 기반기술로서 더 큰 역할을 맡게 될 것이다. 이러한 추세에 발맞추기 위해 이번 실험을 통하여 제어공학이란 무엇이며 산업현장에서 가장 많이 쓰이는 PID제어기가 무엇이며 구성은 어떻게 되는지 그리고 어떠한 방식으로 작동하며 쓰이는 지에 관해 알아보도록 할 것이다.

본문일부/목차
제어공학의 기초수학은 다음의 세 가지로 이루어진다 ◇ 라플라스 변환(Laplace Transformation) ◇ 전달함수(Transfer Function) ◇ 행렬(Matrix) 1) 라플라스 변환은 프랑스의 수학자 라플라스(Laplace, 1749-1827)에 의해 기초가 마련되고 영국의 전기공학자인 헤비사이드(Heaviside, 1850-1925)에 의해 체계가 세워진 기법이다. 이 기법은 미분방정식을 쉽게 풀 수 있는 도구이기 때문에 제어공학뿐만 아니라 공학의 거의 모든 분야에서 활용되고 있다. 라플라스 변환의 장점은 다음과 같다: ｏ미분방정식의 양변에 라플라스 변환을 적용하면 대수방정식으로 바뀌게 되어 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 대수 사칙연산에 의해 미분방정식의 해를 쉽게 구할 수 있다. ｏ라플라스 변환을 쓰면 미분방정식의 전체 해를 한번에 구할 수 있다. ｏ라플라스 변환은 적분 및 중합적분(Convolution integral) 연산도 간단한 대수곱 연산으로 바꿔주기 때문에 입출력 신호들 사이의 관계가 중합적분으로 표시되는 선형시스템의 해석을 쉽게 처리할 수 있게 해준다. 2) 전달함수는 어떤 시스템의 출력신호 라플라스 변환함수를 입력신호 라플라스 변환함수로 나눈 함수로 정의된다. 이 함수는 대상 시스템의 입출력 신호들 사이의 관계를 표현해주는 미분방정식이나 중합적분식의 양변에 라플라스 변환을 적용하여 구해지게 되는데, 일반적으로 분수함수 형태로 되기 때문에 미분방정식이나 중합적분식 표현에 비해 간결한 표현이 되며, 특히 미분방정식을 풀지 않고서도 이 함수의 분모부와 분자부 인수들로부터 시스템의 특성을 웬만큼 알아낼 수 있기 때문에 제어시스템의 해석과 설계에 많이 쓰이고 있다. 3) 행렬은 어떤 두 신호집합들 사이의 1차변환을 간략한 곱연산으로 나타내줄 수 있는 도구이다. 어떤 시스템의 특성을 행렬로 나타내는 것이 그 시스템을 해석할 때에 필요한 계산량을 줄여주는 것은 아니지만, 컴퓨터를 이용하여 해석을 할 경우에 행렬표현은 시스템의 해석을 훨씬 쉽게 해준다. 특히 제어시스템의 입력신호와 출력신호 사이의 관계는 대부분 고차 미분방정식으로 표현되는데, 이 관계를 상태변수라는 적절한 매개변수들을 정의하고 행렬을 써서 나타내면 1차 미분방정식 꼴로 바뀌게 되어 해석이 훨씬 더 쉬워지는 것이다.

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