모듈 목표
- 오차·정착 시간·제어 입력을 근거로 튜닝 판단; MATLAB은 비교 선택 자료.
원안의 선수 안내: M02, M03, M06. 실제 보충은 아래 소주제별 권장 선수를 참고하세요.
M07.01질량·관성·마찰·토크·중력과 동역학
학습 목표
- 질량과 회전 관성, 힘과 토크를 구별하고 관절 동역학의 가속·속도·중력·마찰 항을 설명한다.
- 명시한 단일 회전 링크 모델에서 자세·속도·가속도에 따른 가상 구동 토크를 계산한다.
- 질량·거리·기어 변화의 영향을 비교하고 파라미터·정격 및 센서 추정의 검증 범위를 판정한다.
권장 선수
M02의 미분·단위, M03의 모터·기어·토크, M06의 관절 자세가 선수다. 기본 활동은 종이 토크 수지 계산이다. 가상 파라미터를 실제 로봇 정격으로 사용하지 않으며 전류나 토크를 인가하지 않는다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
학습 범위: 기본 설명·예제가 준비되었습니다. 기존 보충 자료의 범위와 구별하세요.
교재 본문: 질량·관성·마찰·토크·중력과 동역학 · 본문M07.02전달함수·상태공간·시간응답·안정성
학습 목표
- 가상 연속 LTI 모델의 미분방정식을 상태공간과 전달함수로 연결하고 초기조건의 역할을 설명한다.
- 1차 계단 응답을 계산하여 정상값·시간상수·정착 시간·오버슈트를 정의에 따라 판정한다.
- 내부 상태와 입출력, 연속 모델과 이산 구현의 안정성을 구별하고 유한 로그의 검증 한계를 설명한다.
권장 선수
M02의 미분·행렬·고유값과 M07.01의 동역학이 선수다. u와 y가 정규화된 가상 모델을 사용한다. 계산기와 종이로 수행하며 실제 제어기나 로봇을 실행하지 않는다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
학습 범위: 기본 설명·예제가 준비되었습니다. 기존 보충 자료의 범위와 구별하세요.
교재 본문: 전달함수·상태공간·시간응답·안정성 · 본문M07.03P/PI/PID·적분 포화·미분 잡음·샘플링
학습 목표
- P·I·D 항의 역할과 한계를 설명하고 가상 정상상태의 P 제어 오차를 계산한다.
- 명시한 이산 PID의 갱신 순서에 따라 포화 전/후 출력과 조건부 적분 상태를 계산한다.
- 미분 잡음·샘플 간격·포화 기록을 해석하여 튜닝 주장의 검증 조건과 모형의 한계를 설명한다.
권장 선수
M02의 미분/적분, M05.06의 샘플 간격, M07.02의 응답과 안정성이 선수다. 본문의 정규화 로그를 종이로 계산한다. 실제 PID 튜닝·토크 인가·모터 동작은 수행하지 않는다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
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교재 본문: P/PI/PID·적분 포화·미분 잡음·샘플링 · 본문M07.04주파수 응답·근궤적의 해석
학습 목표
- 안정한 가상 LTI의 정현파 정상 응답에서 크기·위상·dB와 각주파수의 의미를 계산한다.
- 음의 단위 피드백 모델의 이득 변화에 따른 폐루프 근을 계산하여 근궤적과 응답 특성을 해석한다.
- 가상 지연이 위상 여유에 주는 영향을 계산하고 주파수 지표만으로 보장할 수 없는 조건을 설명한다.
권장 선수
M07.02의 전달함수·극·연속 안정성, M02의 복소수와 삼각함수, M07.03의 이득 개념을 사용한다. 시간은 s, 입출력은 정규화값인 가상 모델이다. 실제 로봇 주파수 시험이나 MATLAB 설치는 필요 없다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
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교재 본문: 주파수 응답·근궤적의 해석 · 본문M07.05위치·속도·토크 제어와 궤적 추종
학습 목표
- 위치·속도·토크 입력의 의미와 내외부 제어 루프의 가정을 구별한다.
- 가상 cubic 관절 궤적의 위치·속도·가속도와 속도 피드백/토크 요구를 계산한다.
- 동일 시각의 추종 오차와 입력 포화를 분석하여 궤적 성공 및 실제 안전의 검증 범위를 설명한다.
권장 선수
M07.01/02/03의 구동·응답·피드백 및 M02.03의 미분을 사용한다. 기본 1축 관절 경로와 단위는 본문에서 제공하므로 팔의 FK/IK나 주파수 설계 전체를 먼저 이수하지 않아도 계산할 수 있다. 실제 팔 기구학은 M06.02~04, 주파수 안정성 설계는 M07.04로 확장한다. 합성 추종/로그 해석이며 실제 모터·로봇을 실행하지 않는다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
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교재 본문: 위치·속도·토크 제어와 궤적 추종 · 본문M07.06필터·지연·jitter·센서 잡음과 제어 품질
학습 목표
- 가상 1차/이동평균 필터를 계산하고 잡음 평균의 분산 감소 조건과 지연을 설명한다.
- 동일 시계의 합성 로그에서 경로 지연·처리 시간·실제 주기와 정의한 jitter를 구별하여 계산한다.
- 필터·샘플 지연·포화와 추종 지표를 함께 검토하여 제어 품질의 절충 및 실제 검증의 한계를 설명한다.
권장 선수
M02.04의 분산/독립성, M05.06의 시계/주기, M07.03~05의 미분 잡음·위상·추종이 선수다. 종이 계산이 기본이며 실제 센서·네트워크·제어기를 실행하지 않는다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.
학습 범위: 기본 설명·예제가 준비되었습니다. 기존 보충 자료의 범위와 구별하세요.
교재 본문: 필터·지연·jitter·센서 잡음과 제어 품질 · 본문