MECHATRONICS 한경대학교 정보제어공학과 2012.05.23 담당교수 : 조재훈.

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1 MECHATRONICS 한경대학교 정보제어공학과 담당교수 : 조재훈

2 Chapter 1. 메카트로닉스 시스템 설계 과정 제어 시스템 설계 과정 1. 제어목표 설정 2. 제어변수 지정 3. 규격 작성 4. 시스템 구성 설정 5. 공정,구동기, 센서의 모델 획득 6. 제어기 선정 및 조정해야 할 매개변수 선성 7. 매개변수 최적화 및 성능분석 1. 필요성 2. 문제분석 3. 사양준비 4. 가능해법 생성 5. 적합한 해법 선정 6. 상세 설계 생성 7. 제작 도면 생성

3 Chapter 5 Mixed Dynamic Systems Modeling and Simulation
Modeling and simulation of processes. 그림 5.1 : 단일입력 단일 출력(SISO)(i.e., On/Off system). 대부분의 시스템은 종종 입력뿐만 아니라 시스템의 내부 상태에 의존하는 출력이 주어진 동적인 모델링이 필요 Figure 5.1 단일 블록 시스템

4 Types of Mathematical Models
Simulation of processes. 상태 변수들의 선정 연속시간 모델(아날로그, 유량제어) 이산시간 모델(디지털, 충돌, 폭발) X : 상태변수 이며 종속변수 t : 독립변수 Figure 5.2 x(t) for a continuous time model Figure 5.3 x(t) for a discrete time model

5 시스템 변수 (System Variable) - 시스템 입력 및 초기조건에 따라 변하게 되는
시스템 내의 변수 - 상태 변수 (State Variable) - 시스템 상태 집합에서의 x1,x2,...,xn를 지칭 - 상태방정식에서 각각의 미분항을 말함 상태 방정식 (State Equation) - 상태 변수를 이용하여 상태 공간에 시스템 동작 특성을 나타내는 방정식 - n개의 상태변수가 포함된 n개의 1계 연립 미분방정식 출력 방정식 (Output Equation) - 시스템 입력과 상태 변수들로 구성된 대수적 방정식 - 시스템 출력변수가 상태변수와 입력의 선형결합으 로되는 대수방정식 -다른 시스템변수들을 구하는데 이용됨

6 System Representations used in Modeling
시스템을 표현하기 위한 최소한의 상태 변수를 분석 개념적 설계 단계( 자연언어) 해석적 모델 ( 시스템의 동특성을 수학적 모델로 만들기 위해서 물리량 들의 수식들에서 해석적 모델을 생성) 시스템의 모든 상태를 표현하기 위해서 유한 상태 자동기계 모델을 사용 (유한 상태 자동장치, Markov 모델, 유한 이벤트 자동장치, Peri 회로망) Figure 5.5 상태변환 선도

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13 PM-DC Motor 두 개의 대수 방정식으로 모델링 뉴턴의 제 2법칙 시뮬링크 모델
Figure 3.1 The diagram of a permanent magnet-DC motor 시뮬링크 모델 Figure 3.2 Free body diagram for the mechanical part of the DC motor Figure 3.3 Two-port [(Ur,ia) and (U,i)] circuit of the electrical part of the DC motor

14 Example: Simulink Model of a PM DC Motor
Figure 3.4 Simulink model of a PM-DC motor subsystem Figure 3.4 Simulink model of a PM-DC motor with DC supply and load