2자유도 회전 시스템의 동특성에 관한 연구

Abstract

기계회전시스템은 벨트, 질량디스크 그리고 기어로 구성되어 있다. 서보모터와 실행프로그램에 의해 전자적으로 제어되는 장치이다. 시스템의 제어문제는 질량의 변화, 여러 가지 강성을 가지는 벨트, 기어비율의 변화를 조절함으로써 다양하게 변화시킬 수 있다. 이 시스템은 강체로서 모델된 시스템에서 실행되는 제어 문제는 공작기계의 위치제어, 자동차의 순항제어, 그리고 우주선의 자세 및 적재 제어 등과 같은 다양한 분야에 적용할 수 있다. 그리고 회전 시스템은 폐루프 제어의 필요성과 효과를 증명하는데 사용된다. 기계회전시스템의 운동에 대한 연구는 시스템의 회전 성능뿐만 아니라, 진동차단에 대한 기본 데이터를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 PD제어기와 적분요소를 추가한 PID제어기의 응답특성을 비교 실험하였다. 본 실험을 통하여 회전 시스템의 상승시간(rising time), 정착시간(settling time) 등의 응답속도 개선, 그리고 정상상태에러(steady state error), 오버슈트(overshoot) 등의 응답성능의 향상을 확인할 수 있었다.|The mechanical rotation system is made up of belts, mass disks and gears. This precise piece of equipment is controlled electro-mechanically by the motor and operation program. The control strategy of the system can be changed by belts' stiffness and change of the mass and gear. This system can be modeled as a rigid body, and also finds broad application in such diverse fields as machine tools, the cruise control system in automobiles, and control in the attitude and gimbals of spacecraft. This system proves the necessity and effect of a closed loop control. The study of the mechanical rotation system excited by its base motion is not only able to predict the rotational performance, but obtain the fundamental data for vibration isolation. In this thesis, we compared the response characteristics of the two controllers by means of the experiments on PD controller and PID controller added on integral action. Furthermore, We studied the response abilities such as steady state error, overshoot, and ect. and the response velocities such as rising time, settling time, and ect. in the mechanical rotation system.