제어시스템공학

1 제어 시스템의 기본 개념

1.1 개요 2
1.2 제어 시스템의 역사 4
1.3 시스템의 구조 8
1.4 해석과 설계 목적 10
1.5 설계 절차 16
1.6 컴퓨터를 이용한 설계 20
1.7 제어 시스템 엔지니어 22
.요약 23
.복습문제 24
.연습문제 25
.참고문헌 30

2 물리적 시스템의 전달 함수

2.1 개요 32
2.2 Laplace 변환 복습 32
2.3 전달 함수 43
2.4 전기 회로망 전달 함수 45
2.5 병진 운동하는 기계 시스템의 전달함수 59
2.6 회전 운동하는 기계 시스템의 전달 함수 66
2.7 기어가 포함된 시스템의 전달 함수 70
2.8 전기 기계 시스템의 전달 함수 75
2.9 등가 전기 회로망 81
2.10 비선형성 84
2.11 선형화 85
.요약 94
.복습문제 94
.연습문제 95
.가상 탐구 실험실 107
.참고문헌 109

3 물리 시스템의 상태 방정식

3.1 개요 112
3.2 개념 정립 113
3.3 일반적인 상태 공간 표현법 117
3.4 상태 공간 표현의 응용 119
3.5 전달 함수를 상태 공간 표현식으로 변환 127
3.6 상태 공간에서 표현된 방정식을 전달 함수로 변환 133
3.7 선형화 135
.요약 142
.복습문제 143
.연습문제 144
.가상 탐구 실험실 151
.참고문헌 152

4 과도 응답

4.1 개요 156
4.2 극점, 영점과 시스템 응답 156
4.3 1차 시스템 159
4.4 2차 시스템：개요 162
4.5 일반적인 2차 시스템 167
4.6 미흡 감쇠 특성을 갖는 2차 시스템 170
4.7 극점이 추가된 시스템 응답 180
4.8 영점을 갖는 시스템의 응답 184
4.9 비선형성이 시간 응답에 미치는 영향 189
4.10 상태 방정식의 Laplace 변환 해 192
4.11 상태 방정식의 시간영역 해 195
.요약 205
.복습문제 206
.연습문제 208
.가상 탐구 실험실 221
.참고문헌 224

5 등가 시스템

5.1 개요 228
5.2 블록선도 228
5.3 피드백 시스템의 해석과 설계 237
5.4 신호 흐름선도 240
5.5 Mason의 법칙 243
5.6 상태 방정식의 신호 흐름선도 246
5.7 상태 공간에서의 다른 표현 248
5.8 유사변환 258
.요약 272
.복습문제 273
.연습문제 275
.가상 탐구 실험실 290
.참고문헌 291

6 과도 응답 안정도

6.1 개요 294
6.2 Routh-Hurwitz 판별법 297
6.3 Routh-Hurwitz 판별법 : 특별한 경우 300
6.4 Routh-Hurwitz 판별법：추가적인 예제들 306
6.5 상태 공간에서의 안정도 312
.요약 317
.복습문제 318
.연습문제 319
.가상 탐구 실험실 328
.참고문헌 329

7 강제 응답 오차

7.1 개요 332
7.2 단위 피드백 시스템에 대한 정상 상태 오차 335
7.3 고정 오차 상수와 시스템형 342
7.4 정상 상태 오차의 규격 346
7.5 외란 신호에 대한 정상 상태 오차 349
7.6 단위 피드백이 아닌 시스템에 대한 정상 상태 오차 351
7.7 감도 355
7.8 상태 공간으로 표시된 시스템의 정상 상태 오차 358
.요약 365
.복습문제 366
.연습문제 368
.가상 탐구 실험실 380
.참고문헌 381

8 그래픽 기법

8.1 개요 384
8.2 근궤적의 정의 388
8.3 근궤적의 특성 390
8.4 근궤적의 약도 394
8.5 근궤적도 상세화 399
8.6 예제 408
8.7 이득조정을 통한 과도 응답 설계 412
8.8 근궤적의 일반화 416
8.9 양의 피드백 시스템의 근궤적 418
8.10 극점 감도 421
.요약 428
.복습문제 429
.연습문제 430
.가상 탐구 실험실 446
.참고문헌 447

9 그래픽 기법을 이용한 설계

9.1 개요 450
9.2 종속 보상기를 사용한 정상 상태 오차의 개선 453
9.3 종속 보상을 통한 과도 응답 개선 463
9.4 정상 상태 오차와 과도 응답 개선 476
9.5 피드백 보상 489
9.6 보상기의 실제적인 구현 498
.요약 508
.복습문제 509
.연습문제 510
.가상 탐구 실험실 524
.참고문헌 525

10 정현파 도구들

10.1 개요 528
10.2 점근 근사법: Bode 선도 534
10.3 Nyquist 판별법의 기초 553
10.4 Nyquist 선도 그리기 557
10.5 Nyquist 선도에 의한 안정도 판별 563
10.6 이득 여유와 위상 여유 567
10.7 Bode 선도에 의한 안정도, 이득 여유 및 위상 여유 해석 570
10.8 폐루프 시스템의 과도 응답과 주파수 응답 사이의 관계 573
10.9 개루프시스템의 주파수 응답과 폐루프 시스템의 주파수 응답과의 관계 577
10.10 개루프 시스템의 주파수 응답과 폐루프 시스템의 과도 응답과의 관계 582
10.11 주파수 응답을 이용한 정상 상태 오차의 계산 586
10.12 시간 지연을 갖는 시스템 591
10.13 전달 함수를 실험적으로 결정 596
.요약 601
.복습문제 602
.연습문제 604
.가상 탐구 실험실 615
.참고문헌 616

11 정현파 도구를 이용한 설계

11.1 개요 618
11.2 이득 조정에 의한 과도 응답의 개선 619
11.3 지상 보상 622
11.4 진상 보상기 627
11.5 지상-진상 보상기 설계 633
.요약 640
.복습문제 640
.연습문제 642
.가상 탐구 실험실 649
.참고문헌 650

12 상태 방정식을 이용한 설계

12.1 개요 652
12.2 제어기 설계 653
12.3 가제어성 659
12.4 위상 변수형이 아닌 시스템의 제어기 설계 664
12.5 관측기 설계 669
12.6 가관측성 676
12.7 다른 관측기 설계 방법 680
12.8 적분 제어에 의한 정상 상태 오차 설계 687
.요약 696
.복습문제 697
.연습문제 699
.가상 탐구 실험실 707
.참고문헌 707

13 이산 제어 시스템

13.1 개요 710
13.2 디지털 컴퓨터 모델링 713
13.3 . -변환 716
13.4 전달 함수 721
13.5 블록선도의 간략화 724
13.6 안정도 727
13.7 정상 상태 오차 735
13.8 . -평면에서 과도 응답 739
13.9 . -평면에서 이득 설계 741
13.10 . -평면에서의 종속 보상 745
13.11 디지털 보상기 구현 748
.요약 756
.복습문제 757
.연습문제 758
.가상 탐구 실험실 764
.참고문헌 765

APPENDIX A: List of Symbols

APPENDIX B: MATLAB 입문

B.1 서론 771
B.2 MATLAB 예제 772
B.3 명령어 요약 821
.참고문헌 824

APPENDIX C: MATLAB’s Simulink Tutorial

C.1 사용하기에 앞서 825
C.2 Simulink 사용하기 826
C.3 예제 830
C.4 요약 841
.참고문헌 841