매트랩을 이용한 도립진자 제어 시스템 설계 (Inverted pendulum)

소개

매트랩과 시뮬링크를 이용하여
도립진자 제어 시스템을 설계하였습니다.
총 4단계까지 진행되어 있으며, 각 단계마다의 소스와 결과값/파형을 문서에 첨부하였습니다.

목차

1. 요약문

2. 설계 일정표

3. 팀원 소개

4. 팀원 임무 분담

5. 도립진자 작동의 기본 원리

6. 설계 내용
1) 1단계 설계 내용
2) 2단계 설계 내용
3) 3단계 설계 내용
4) 4단계 설계 내용
7. 검토 및 문제점 제안

본문내용

사용프로그램
MATLAB , SIMULINK
설계 주제
카트 도립진자 설계
설계 내용
(수준1) 막대 세우기 (기본기능; 전달함수 접근)
- 초기조건()에서 up-right상태로 복귀 시, 소요시간, 정확도, 과도특성
- 카트 위치는 고려하지 않음
(수준2) 막대 세우기와 카트의 위치 제어(출발점으로의 복귀)
- 초기조건()에서 up-right상태로 복귀 시, 소요시간, 정확도, 과도특성
- 카트는 초기 위치()로 복귀해야 함
(수준3) 막대 세우기와 카트의 위치제어(원하는 위치로의 이동)
- 카트가 초기위치에서 목표위치까지 이동하고 막대가 up-right상태로 복귀할 때, 소요시간, 정확도, 과도특성
(수준4) 막대세우기와 속도제어(막대가 쓰러지지 않은 상태에서 카트를 목표속도로 이동)
- 목표속도에 도달여부(정상상태정확도), 과도특성(overshoot, settling time), 기타

<중 략>

실험 결과 및 문제점 제시
- 실험 결과 :
1. 수준 1단계 설정할 때 여러번의 시행착오를 겪은 것을 제외하고는, 수준 4단계 까지는 기존에 했던 자료들을 이용하여 설계가 진행되서 예상보다 수월하게 진행 할 수 있었다.
2. 수업시간에 배운 내용 그대로 모두 매트랩과 시뮬링크에 적용하고, 우리들이 머릿속으로 생각하고 있는 문제들을 그대로 프로그래밍하고 컴퓨터상으로 적용 할 수 있다면, 좀더 빠르고 수월하게 설계 할 수 있을 것 같았는데, 프로그래밍 실력 부족으로 인해 여러번의 시행착오와 헛된 고생으로 몸도 힘들고 머리도 힘든 경우가 많았다.
3. 기존에 배웠던 근궤적기법과 보드선도를 통한 지진상보상법으도로 충분히 설계가 가능하였지만, 그만큼 손도 많이 가고 시행착오를 많이 겪어야 했는데, 액커만 함수 기법과 가제어/가관측성을 이용하여 제어기를 설계 할 경우에는, 손으로 풀 때에는 많이 복잡하지만 오히려 컴퓨터로 풀때는 수식 한줄로 간단히 풀리는 것을 직접 보고 느낄 수 있었다.
만약 이런 내용들을 빨리 배우고 그 전에 적용 할 수 있었다면, 좀 더 정확하고 완벽한 결과값이 나오지 않았을까 조심스래 예측해 본다.

참고자료

· 없음