- 주파수 응답이란??
- 학생 (2001/09/04)추천0 조회수1841
- 책을 보다보니, 주파수 응답이라는 부분이 있던데 주파수 응답은 왜 구하고, High Frequency와 Low Frequency는 어떤 차이를 보이는지 궁금합니다. 실제 공정에서도 이 방법이 많이 쓰이는지요??
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관리자 (2001-09-08 12:28:14)+덧글답변
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시스템을 해석하고, controller를 구성하기 위해서는 input과 output에대한 모델의 구성이 필요합니다.
TF(transfer function)는 이러한 해석을 위한 것이고, 말씀하신 주파수 응답은 복잡한 TF를 해석하기위한 한 방법입니다.
보통 sin파인 sinusoidal input을 넣어서 그 결과를 갖고 해석합니다.
간단히 얘기하면, low frequency에서는 주파수 변화가 작아서 거의 정상상태와 같은 형태를 보입니다. 즉, AR(amplitude ration)=1인 상태입니다. High frequency에서는 AR=1/(omega*tau) 이고, oemga(frequency)가 무한대로 갈수록 high frequency에서는 거의 AR이 거의 무한소를 향해가며, phase lag이 최고 90도에 달합니다.
주파수 응답은 Bode plot이나 Nyquist diagram으로 특별한 형태의 그림 표현으로 그려질 수 있고, 이는 실제 시스템을 모델로 하였을 때, 그 안정성(stability)을 판단하는데 많이 쓰여집니다. 또한 외란에의한 영향을 제거하는 필터를 설계하거나 해석하는데도 사용되어집니다.
시스템을 해석하고, controller를 구성하기 위해서는 input과 output에대한 모델의 구성이 필요합니다.TF(transfer function)는 이러한 해석을 위한 것이고, 말씀하신 주파수 응답은 복잡한 TF를 해석하기위한 한 방법입니다.
보통 sin파인 sinusoidal input을 넣어서 그 결과를 갖고 해석합니다.
간단히 얘기하면, low frequency에서는 주파수 변화가 작아서 거의 정상상태와 같은 형태를 보입니다. 즉, AR(amplitude ration)=1인 상태입니다. High frequency에서는 AR=1/(omega*tau) 이고, oemga(frequency)가 무한대로 갈수록 high frequency에서는 거의 AR이 거의 무한소를 향해가며, phase lag이 최고 90도에 달합니다.
주파수 응답은 Bode plot이나 Nyquist diagram으로 특별한 형태의 그림 표현으로 그려질 수 있고, 이는 실제 시스템을 모델로 하였을 때, 그 안정성(stability)을 판단하는데 많이 쓰여집니다. 또한 외란에의한 영향을 제거하는 필터를 설계하거나 해석하는데도 사용되어집니다.
이태철 (2001-09-11 14:41:00)+덧글답변
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일단 주파수 응답을 계산하는 이유는 시스템의 특성을 파악하기 위해서 사용합니다.
한번 이렇게 생각해 봅시다. 여기에 쇳덩어리가 있는데 이 쇠에다가 온도가 뭐 1000도쯤도는 것을 순간적으로 아주 찰라로 붙였다가 떨어뜨려 봅시다. 무슨일이 생기죠..? 아무일도 없습니다. 그런데 뭐 100도쯤 되는 것을 10분정도 붙여두었다가 떼내면 어떻게 되죠..? 온도가 올라가겠죠.. 간단히 그런것이라고 보면 됩니다.
하이프리퀀시는 아주 빨리 움직이는 것에 대한 시스템에 보여주는 특성이고 로우프리퀀시는 천천히 움직이는 것에 대한 시스템의 특성입니다. 시스템에 따라서는 저주파에서는 응답의 변화가 없다가 고주파에서는 응답이 있는 경우도 있고 또한 반대의 경우도 있습니다. 그러니 두개 다 적용을 해 봐야 시스템에 고주파에는 응답을 보여주고 저주파에서는 응답을 안보여주는지 알 수 있습니다.
이러한 것을 하기 위해서 프리퀀시 어넬리시스를 합니다.
일단 주파수 응답을 계산하는 이유는 시스템의 특성을 파악하기 위해서 사용합니다.한번 이렇게 생각해 봅시다. 여기에 쇳덩어리가 있는데 이 쇠에다가 온도가 뭐 1000도쯤도는 것을 순간적으로 아주 찰라로 붙였다가 떨어뜨려 봅시다. 무슨일이 생기죠..? 아무일도 없습니다. 그런데 뭐 100도쯤 되는 것을 10분정도 붙여두었다가 떼내면 어떻게 되죠..? 온도가 올라가겠죠.. 간단히 그런것이라고 보면 됩니다.
하이프리퀀시는 아주 빨리 움직이는 것에 대한 시스템에 보여주는 특성이고 로우프리퀀시는 천천히 움직이는 것에 대한 시스템의 특성입니다. 시스템에 따라서는 저주파에서는 응답의 변화가 없다가 고주파에서는 응답이 있는 경우도 있고 또한 반대의 경우도 있습니다. 그러니 두개 다 적용을 해 봐야 시스템에 고주파에는 응답을 보여주고 저주파에서는 응답을 안보여주는지 알 수 있습니다.
이러한 것을 하기 위해서 프리퀀시 어넬리시스를 합니다.