로봇, 자동차, 비행기 등 모든 첨단 장비의 두뇌에 해당하는 제어 장치는 제어기 설계 능력에 따라 장비의 지능적인 성능이 결정된다. 제어기는 인간 지능 방식을 모방하면서 발전되어 왔다. 현대의 공학인으로서 지능을 지닌 시스템을 이해하거나 개발하기 위해서는 제어공학의 지식을 습득하는 것이 필수적이다. 제어공학의 주요 목표는 동적인 시스템의 성능을 향상시키기 위해 적절한 제어장치를 설계하는 것이다.본 강좌에서는 제어시스템의 원리, Laplace 변환, 동적 시스템의 수학적 모델링, 입출력 관계를 수학적으로 표현하는 전달함수, 시스템의 과도응답해석, 단입력 단출력 제어시스템의 PID 제어이론 및 기계식과 전자식 제어기를 배운다. 또한 시스템의 안정성을 판별하는 근궤적 해석을 익히고 Bode 선도와 극좌표 선도를 통한 폐루프 시스템의 주파수 응답을 공부한다. 이론적으로 배운 설계 과정을 상사시스템을 이용한 전자회로로 설계된 제어시스템의 성능을 시험하고 분석한다. 또한 Matlab를 이용하여 실험의 과정과 결과를 검증한다.

과목명		제어공학	학수번호	EMA40003	수강반	071
작성일		2013-07-22	강의시간	월1, 수2, 3 [403-0415]	강의실	월1, 수2, 3 [403-0415]
교과구분			이수구분	전공선택	인증구분
주수강자			학점구성	학점 : 3, 이론 및 실습 : 3, 설계 : 0
수강대상		기계공학부 3학년
담당교수	소속	공과대학 기계공학부	연구실	403동 308호 055-772-1627
	성명	윤일중	E-mail	055-772-1627, iyoun@gnu.ac.kr
	전화번호		상담시간

제어시스템의 개념 이해와 시스템을 구축할 수 있는 지식을 습득한다.

제어기의 구현을 통해서 실용화에 쉽게 접근할 수 있도록 한다.

제어기 시뮬레이션을 위한 범용 소프트웨어인 MATLAB을 익힌다.

팀 프로젝트를 통해 서로 협력해서 문제를 해결하는 능력을 배양한다.

필수선수과목	기계진동학
권장선수과목

구분	저자	도서명	출판사	비고
주교재	윤일중	Lecture notes
참고서적1	Katsuhiko Ogata	Modern Control Engineering (third edition)	Prentice Hall
참고서적2	강철구 외 3인 공역	현대제어공학	사이텍미디어

과제	과제명	참고사항
과제1	매 장마다 연습문제 풀이	팀별로 협력해서 문제를 해결한다.
과제2	팀 단위로 페루프 시스템 설계 프로잭트	MATLAB를 통해서 실험 결과 확인

학습성과 항목		상관관계
PO01	수학, 기초과학, 공학의 지식과 정보기술을 응용할 수 있는 능력
PO02	자료를 이해하고 분석할 수 있는 능력 및 실험을 계획하고 수행할 수 있는 능력
PO03	현실적 제한조건을 반영하여 시스템, 요소, 공정을 설계할 수 있는 능력
PO04	공학 문제들을 인식하며, 이를 공식화하고 해결할 수 있는 능력
PO05	공학 실무에 필요한 기술, 방법, 도구들을 사용할 수 있는 능력
PO06	복합 학제적 팀의 한 구성원의 역할을 해낼 수 있는 능력
PO07	효과적으로 의사를 전달할 수 있는 능력
PO08	평생교육의 필요성에 대한 인식과 이에 능동적으로 참여할 수 있는 능력
PO09	공학적 해결방안이 세계적, 경제적, 환경적, 사회적 상황에 끼치는 영향을 이해할 수 있는 폭넓은 지식
PO10	시사적 논점들에 대한 기본 지식
PO11	직업적 책임과 윤리적 책임에 대한 인식
PO12	세계문화에 대한 이해와 국제적으로 협동할 수 있는 능력
PO13	산업현장을 이해하고 현장에 적응할 수 있는 능력
S: 높음, M:보통, W: 낮음

학습성과	평가기준	평가도구
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힝목	도구명	반영율
1	출석	10
2	중간고사	30
3		30
4	과제물	20
5	기타고시	10
합계		100

주차	강의내용	강의방법 (이론/실습-설계)	과제 및 참고사항
1 주	Overview of automatic controls	( - )
2 주	Mathematical modeling and differential equations of mechanical dynamic systems.	( - )
3 주	Electrical systems, electro-mechanical systems and analogous systems	( - )
4 주	Electrical circuits by using Op-amp.	( - )
5 주	Laplace transformations, solutions of differential equations.	( - )
6 주	Transfer functions, impulse response function, and block diagram	( - )
7 주	Basic control actions, proportional, integral, derivative, and combinations.	( - )
8 주	First-order systems, transient response.	( - )
9 주	Second-order systems, transient response.	( - )
10 주	Response time, steady state error, peak time, and overshoot etc.	( - )
11 주	Electric systems analogous to mechanical systems.	( - )
12 주	Root locus plots.	( - )
13 주	System analysis and stability.	( - )
14 주	Design of control system including P, PI, and PID control actions.	( - )
15 주	Project presentation and discussion	( - )
계		(0 - 0)

설계교육 계획서(설계교과목인 경우)
설계주제	기계적인 제어시스템을 전기적인 상사시스템으로 제작
운영방안	각 팀은 3-5명으로 구성된다.
1. 설계사양서	1.목표르 하는 기계시스템을 수학적인 미분방정식으로 모델링한다. 2.제어 시스템의 블록 다이어그램을 완성한다. 3.MATLAB을 이용하여 각 제어기를 시스템에 적용해 본다. 4.프렌트에 대한 전기적인 상사시스템의 회로를 구성하고 실험한다. 5.중간발표를 실행하고 진행할 방향을 토론한다. 6.브레드 보드에 제어시스템을 구축한다. 7.실험의 결과를 MATLAB 의결과와 비교분석한다. 8.팀 단위로 최종 발표와 더불어서 물리적인 의미를 토론해 본다.
2. 설계방법	구성요소(항목)		적용여부	적용내용(*) 및 평가방법(-)
	목표설정		Y	* 프로젝트의 정확한 목표설정 - 연구계획서 및 발표자료 평가
	합성		Y	* 각 부품을 조립하여 완제품을 만듬 - 부품 평가
	분석		Y	* 각 부품 및 완제품의 분석 - 발표자료 평가
	제작		Y	* 각 부품제작 - 발표자료 평가
	시험		Y	* 부품의 특성시험 - 발표자료 평가
	평가		Y	* 부품의 특성평가 - 발표자료 평가
3. 설계제한요소	원가		Y	* 완제품 제작하기 위해 제한된 제작비 소요 - 발표자료 평가
	환경		-	* 환경을 고려한 제품 - 발표자료 평가
	안전성		Y	* 안전한 제품 - 발표자료 평가
	윤리		-	* 공학윤리에 적합성 - 발표자료 평가
	미학		-	* 미학을 고려한 제품 - 발표자료 평가
	산업표준		Y	* 산업표준인 제품 및 도구사용 - 발표자료 평가
	사회적 파급효과		-	* 제작된 제품의 창의성 - 발표자료 평가
4. 제출자료	최종보고서
5. 평가방법	항목	중간발표 및 발표자료			기말발표 및 발표자료	연구계획서 및 결과보고서	기타	합계
	비율(%)	30			30	23	17	100