내 머릿속

나이퀴스트 선도란? 주파수 영역에서 Closed-loop(폐루프) 시스템의 안정도를 Open-loop(개루프), 즉 루프함수 L(s)를 통해 안정도를 판별할 수 있는 선도입니다. 이렇게 폐루프 시스템의 안정도를 판별하고자 할때 사용하는데 이렇게 G(s)H(s)를 루프함수 L(s)로 표현해 분자분모를 pole과 zero로 표현할 수 있습니다. 이제 1+L(s)가 CLTF의 특성방정식이고 특성방정식의 분자인 Z(s)+P(s)= 0이 Closed loop pole이 됩니다. 정리하자면 OLTF의 분자 Z(s)와 분모 P(s)로 OLTF의 Pole : P(s) = 0 CLTF의 Pole : Z(s)+P(s) = 0 임을 알 수 있었습니다.

친환경 자동차에 대해 배우는 과목인데 혼자 공부한다고 외워지지가 않아서 작성하면서 공부한 글이다. 이쪽에 관심이 있는 학생들은 참고정도 하면 좋을것 같다. 글로벌 에너지 소비량을 2000년부터 2020년까지 동향분석한 그래프이다. 당연하게도 증가하는 추세였지만 2015년부터 2020년까지만 살펴보면 석탄과 석유가 0.6, 0.5%씩 감소했고 나머지는 2.4%씩 증가했다. 아마도 탄소저감을 위한 정책들이 나오면서 이런 현상이 발생했다고 생각하는데 석탄, 석유 말고도 천연가스도 2019년에비해 2020년에는 감소했고 원자력도 미세하지만 감소한 것으로 보아 친환경적인 에너지의 비중을 점점 늘리는 추세이다. 이 사진은 최종 에너지 소비량을 나타낸 그래프인데 최종에너지라는 말이 무엇인지 궁금해 찾아보았다. "최종..

이제 물리적인 모델들의 입력에 대한 출력인 전달함수로 나타내서 시뮬레이션을 돌려보았고 자동제어에서 해주어야할 일은 원하는 결과값이 나온 시스템이 아닌 그렇지 않은 시스템을 제어기를 설계해서 수정해 주어야 합니다. 제어기를 설계한다는 말은 전달함수를 조정해준다고 생각해도 되는데 전달함수를 지지고 볶는 과정에 대해 설명하겠습니다. 우선 어떤 유효한 방법에 따라 전달함수가 구해지고, 그 시스템 방정식이 연립 상미분방정식(ODE)일때 전달함수는 다항식의 비가 됩니다. 이 말은 즉슨 전달함수 G(s)가 (s^2+1)/s+1 같은 s에 관한 다항식의 분모 분자꼴로 나타난다는 말이고 여기서 새로운 개념이 하나 생깁니다. 극점, 영점 극점이란 전달함수를 무한대로 만드는 s값, 영점이란 전달함수를 0으로 만드는 s값입니..

저번 매트랩때는 인공위성의 회전운동 제어모델을 살펴봤는데 이번에는 진자운동을 모델링 해보겠습니다. 이러한 기본 진자운동 모델을 살펴보겠습니다. O점(pivot)에 대해 운동방정식을 세워보면 m을 theta만큼 움직인 토크Tc가 존재하고, 회전운동이기 때문에 Tc - mg*g*l*sinθ = Iθ'' 하지만 이 방정식은 sinθ가 존재해 비선형입니다. 지금은 비선형 방정식에 관해 다루진 않기 때문에 운동이 작다고 가정하고, sinθ = θ라고 가정함으로 선형화 시킬 수 있습니다. 결국 전달함수는 이와 같이 표현할 수 있습니다. 만약 m = 1kg / l = 1m / g = 9.81m/s^2 라고 가정한다면 분자는 1이 되고 분모는 s^2 + 9.81이 됩니다 이를 매트랩에서 실행해보면 이와 같은 시간응답이..

저번에는 물리적현상에 대해 모델링을 해 입력에 대한 출력을 구했습니다. 그 과정에서 입력을 step이라는 것을 사용했는데 입력 함수에 대해 알아보겠습니다. 입력 함수 제어에서 입력값과 출력값의 오차가 줄게 될수록 좋은 제어라고 할수있습니다. 실제로는 여러가지 입력의 형태가 있지만 자동제어 과목에서 다루는 입력의 형태는 주로 Step function(계단함수)이고 Ramp function과 Impulse function, parabolic function 등이 있습니다. 원래 step 함수는 고등학교때 배웠듯 이런식으로 계단함수로 생겼습니다. 하지만 자동제어에서는 단위 계단함수를 사용하는데요. 단위 계단함수는 이런식으로 a구간전에는 0 후에는 1의 값을 갖는 함수를 뜻합니다. 이 말은 즉슨, a구간 후에는..

저번에 개로제어와 폐로제어까지 작성했었는데 결론적으로 원하는 출력값을 얻기위해서 제어기를 통해 원하는 값을 얻는것이 제어라 할 수 있습니다. 시스템 모델링 어떤 물리적, 전기적 현상을 제어하기 위해서는 모델링이 필요한데 모델링을 할땐 수식이 필요합니다. 기계공학에선 보통 움직이는 물체의 FBD를 그려 해석하는데 기초가되는 Cruise control model을 살펴보겠습니다. 차량 동역학적으로 단순히 해석하면 EoM(Equation of Motion)을 mx'' = u -bx' 로 쓸 수 있습니다. m은 차의 전체 질량 u는 힘 b는 마찰계수가 됩니다. 진행하는 방향과 반대되는 마찰력이 작용하므로 위의 식처럼 쓰입니다. 이제 전달함수 개념이 나오는데 쉽게 말해서 입력대비 출력이 얼마인가? 를 나타내는 함..

자동제어 또는 제어공학과목은 기계공학부 학생에게 역학과는 또다른 개념을 배우는 것이라 받아들이기가 어렵습니다. 자동제어 예습 혹은 복습하시는 분들을 위해 글을 씁니다. 제어란? 가끔 교수님이 문제로 내실 수 있는 개념입니다. 어떤 장치나 시스템(에어컨)의 상태가 원하는 상태를 따라고도록 입력신호를 적절히 조절하는 방법. 공부할때 본인만의 시스템하나를 생각하고 공부하시면 편한데 저는 에어컨을 예시로 들었습니다. 그럼 자동제어란? 사람이 없어도 제어동작이 수행되는 무인제어. 추상적인 자동제어의 개념은 이렇고 보통 그림을 그려서 많이 설명합니다 제어목적(입력) - > 제어시스템 -> 제어결과(출력) 에어컨온도 24도 현재온도 >24도 라면 냉방하고 현재온도 < 24도라면 난방 혹은 대기 방온도 24도 이런식으..

자율주행 자율주행이란 말그대로 운전자의 조작 없이도 자동차 스스로 운전을 하는 것을 의미합니다. 자율주행 6단계 자율 주행 기술은 자동화 단계를 구분하면 6단계 (0단계부터 5단계)가 있습니다. 운전자 보조기능 0~2단계 0단계 : 자율주행 기술이 없는 단계입니다. 무 자율주행이라고 부르고. 평소 우리가 타는 차를 생각하면 되는데 사각지대 경고등 센서는 있지만 운전자가 직접 차를 조작해야 합니다. 1단계 : 운전자 지원개념의 단계입니다. 조향기능 또는 속도가 자동화 되어있는 단계입니다. 특정구간에서 자동화가 되고, 차선유지 또는 익히 들어 아는 크루즈 기능이 있습니다. 2단계 : 부분 자동화라고 부릅니다. 조향기능과 속도가 자동화 되어있는 단계이고, 2단계 이후부터는 동일합니다. 조향기능이 되어도 핸들은..