비례 제어기는 무엇인가요

비례 제어기는 무엇인가요?

비례 제어기는 자동 제어 시스템에서 가장 기본적인 제어 알고리즘 중 하나로, 보통 "P"라는 글자로 표시됩니다. 비례 제어기는 오류 신호에 비례하도록 출력 신호를 조정하여 시스템의 응답을 제어합니다.

기본 원리

비례 제어기의 기본 아이디어는 제어기의 출력 신호를 조정하여 시스템 오류를 줄이는 것입니다. 오류는 기대 값과 실제 측정 값 간의 차이입니다.

u(t)는 제어기의 출력 신호입니다.

Kp는 비례 이득으로, 출력 신호가 오류에 대해 얼마나 증폭되는지를 결정합니다.

e(t)는 오류 신호로, e(t)=r(t)−y(t)로 정의되며, 여기서 r(t)는 설정 값이고 y(t)는 실제 측정 값입니다.

장점

• 빠른 응답: 비례 제어기는 오류 변화에 빠르게 응답할 수 있습니다.

• 간단함: 간단한 구조로 이해와 구현이 쉽습니다.

• 유연성: 비례 이득을 조정하여 시스템의 응답 속도를 유연하게 조절할 수 있습니다.

단점

• 정상 상태 오류: 비례 제어기는 현재 오류만 고려하므로 시스템에 일정한 정상 상태 오류가 발생할 수 있습니다.

• 오버슈트: 비례 이득이 적절히 선택되지 않으면 시스템이 오버슈트를 일으킬 수 있으며, 즉 출력 값이 설정 값 근처에서 진동할 수 있습니다.

• 안정성 문제: 과도한 비례 이득은 시스템의 불안정성을 초래할 수 있습니다.

응용

• 온도 제어 시스템: 히터의 전력을 조정하여 설정 온도를 유지합니다.

• 유량 제어 시스템: 밸브의 개방도를 조정하여 유체의 유량을 제어합니다.

• 압력 제어 시스템: 펌프의 출력을 조정하여 파이프라인의 압력을 유지합니다.

• 모터 제어 시스템: 모터의 속도를 조정하여 필요한 출력 전력을 달성합니다.