제어시스템의 기본적인 개념

• 시스템(System) : 특정 동작을 수행하는 모든 것을 통칭하는 말

• 플랜트(P, plant, 제어대상시스템, system to be controlled, process)

  • 어떤 기능을 수행하는 물리적 시스템
  • 제어하는 대상을 지칭함 ex) 모터, 자동차, 비행기, 선박 등
  • 입력(input, 제어신호(u), control input)과 출력(output, 제어변수(y), system output)을 가짐

• 제어기(C, controller, system to control, 보상기, compensator, DSP)

  • 제어 목표를 수행하고자 고안된 시스템
  • 기준입력(r), 엄밀히 말하면 오차(e)를 통해 제어신호(u)를 생성하여 플랜트(P)를 구동

• 궤환제어(Feedback control)

  • 플랜드(P)의 출력(y)를 사용하여 제어신호를 생성하는 기법
  • 외란(disturbance)이 존재할 때, 출력(y)과 기준입력(r)을 비교하여 그 차이를 감소시키도록 하는 작동

• 강인성(robustness, 견실성)

  • 아래의 몇가지 경우의 조건에도 불구하고, 원하는 성능을 유지하는 능력

    1. 불확실성(uncertainty)

    2. 외란(disturbance)

    3. 잡음(noise)

• 제어시스템(Control system)

  • 제어기(C)와 플랜트(P)가 결합된 형태의 시스템을 통칭하는 용어
  • 제어변수(y)를 측정, 측정값이 기준입력(r)에 가까워지도록 제어신호를 만드는 동작을 수행함
  • 강인성(robustness)을 보장하기 위해 궤환제어(Feedback control)도 구성함

제어시스템의 목표

• 제어변수(y)가 기준입력(r)에 가까워지도록 제어기(C)를 설계하는 것
• 강인성(robustness)을 보장
• 폐루프제어(Closed-loop)의 단점인 안정도를 고려
• 제어시스템의 장단점
  • 장점
    • 불확실성(uncertainty)과 외란(disturbance)에 강함
    • 덜 정확하고 저비용 부품으로 성능 보장
  • 단점
    • 안정도를 고려해야함

제어시스템의 단위계단응답