Cart-Pendulum System 피드백 ì œì–´ê¸° 설계 - 한국항공대학교

[4] 제어 성능 시뮬레이션• 선택 1: Simulink를 이용한 시뮬레이션• 선택 2: m-file 프로그래밍을 통한 시뮬레이션• 시뮬레이션에서의 실제적인 고려사항들(practical considerations)• PID 제어 입력: ut () = ketp() + kDet () + kI∫etdt ()→ discrete-time 형태로 표현:⎛ek( ) −ek( −1)⎞uk ( ) = kekp( ) + kD⎜⎟+ kTekI( ) + uk ( −1)⎝ T⎠→ 제어오차와 제어입력 제한을 확인하면서 적절한 gain tuning• Joint 입력 토크:f() t = u() t + d()t→ 제어 입력 제한(모터의 한계): −umax ≤u () t ≤umax ( 예) umax=10,50,1 00[ N]• Disturbance 입력 : d() t = Dsin( ωdt) , D = 0.2 umax, ωd= 50rad/sec→ D와ω 값을 변화시키면서 제어 오차가 어떻게 변화하는지를 고찰d5[5] 시뮬레이션 Cases1) 자유진자 운동 시뮬레이션 (open-loop)• 초기조건 변화에 따른 카트와 진자 운동의 변화• 점성 마찰계수 변화에 대한 운동의 변화2)정상진자 제어 시뮬레이션: 기준 입력 θ () t = d0• 초기조건, theta(0)= -10~10 deg3)역진자 제어 시뮬레이션: 기준 입력 θ ( t ) = d180• 초기조건, theta(0)= -170~190 deg )4) 큰 각도의 기준입력에 대한 시뮬레이션(예) θ 0 0( t ) = d30 ( 정상진자의 경우 ) ,150 ( 역진자의 경우 )5) (Option) 진자 도립 시뮬레이션 : 초기 정상진자 상태에서 역진자 상태로 도립시키는 제어 시뮬레이션00㈜ 위 모든 경우에 대하여- 구동기 입력 제한 효과 고려,- 외란 입력에 의한 제어 성능 변화 고찰,- PPDPID제어 P, PD, PID 성능 비교6