실험 5 : 위치제어와 불안전 요소의 실습

【 이론 】

위치에 관한 입력이 주어졌을 경우 위치응답은 일반적으로 정상위치에 도달하기까지는 다소의 시간이 걸리며 또한 계통의 상태에 따라서는 목표치 부근에서 왕복 진동현상도 관측된다. 이와같이 입력의 조건과는 다소 다른 일시적인 반응을 보이는 것을 과도특성이라 부른다.

입력에 대하여 출력이 빠르게 응답하기 위한것은 전기적인 면보다 기계적인 관계에서 주로 문제가 되고 있다. 모터와 그 축에 연결된 부분들은 관성에 직접적인 관계가 있으며 관성이 커지는 경우 응답속도가 늦어지며 정상상태 도달시간이 비례적으로 늦어진다. 계통의 이득이 커지면 응답속도가 빨라짐을 알 수 있으나 Over Shoot 현상이 비례적으로 커진다.

계통의 과도특성을 보기위한 방법중의 하나는 그림 20-10과 같이 Pi 대신에 구형파를 가하고 오실로스코우프로써 그 특성을 관측하는 것이다.

그림에서 함수발생기는 동기된 구형파와 동기된 Ramp파를 발생시키는데 구형파를 R1을 통하여 제어계 입력에 가하고, Ramp파의 출력을 오실로스코우프의 수평축(X축)에 가한다.

모터의 제어출력인 Po의 회전접점 출력을 오실로스코우프의 수직축에 가하면 시간에 대한 계의 응답을 직시할 수 있다. 이때 구형파의 주파수는 1Hz 미만으로하여 이득을 가변시키고 이에대한 응답을 구하면 그림 20-11이 될 것이다.

그림 20-11(a)에서 곡선 ⸁은 이득이 제일 적은경우이며 곡선 ⸃은 이득이 커진 경우의 특성이다. 실제의 오실로스코우프 파형은 그림 20-11(b)와 같이 위 아래에 그 특성이 관측된다.

여기서는 실습의 편의상 함수 발생기와 오실로스코프를 사용하지 않고 그림 20-9 회로-1(Summing-Amp.)의 Network를 이용하여 전자적인 응답지연 특성을 갖게하고 시각적으로 그 동작상태를 관찰해 보도록 한다.