통합 제어기는 무엇입니까

통합 제어기는 무엇인가요?

통합 제어기의 정의

통합 제어기는 자동 제어 시스템에서 다른 기본적인 제어 알고리즘 중 하나로, 일반적으로 "I"라는 글자로 표시됩니다. 통합 제어기는 오류 신호를 누적하여 시스템의 정상 상태 오류를 제거함으로써 제어기의 출력을 조정합니다.

기본 원리

통합 제어기의 기본 아이디어는 제어 과정 동안 오류 신호를 누적하고, 이를 사용하여 제어기의 출력을 조정하는 것입니다.

u(t)는 제어기의 출력 신호입니다.

Ki는 적분 이득으로, 오류 누적에 대한 출력 신호의 증폭을 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.

제어기 출력

적분 제어기의 출력은 다음과 같이 표현할 수 있습니다:

여기서 Ki는 상수로서, 오류 누적에 대한 제어기의 응답 속도와 강도를 변경하기 위해 조정할 수 있습니다.

장점

• 정상 상태 오류 제거: 통합 제어기는 시스템의 정상 상태 오류를 제거하여 시스템이 최종적으로 설정 값에서 안정화되도록 합니다.

• 정확성 향상: 오류 신호를 누적함으로써 시스템의 제어 정확성을 향상시킬 수 있습니다.

단점

• 느린 응답: 오류 신호를 누적해야 하므로 통합 제어기의 응답 속도는 느립니다.

• 과조정: 적분 이득이 적절하게 선택되지 않으면 시스템의 과조정으로 이어질 수 있습니다.

• 안정성 문제: 특히 고주파 노이즈가 있는 경우, 통합 제어기는 시스템을 불안정하게 만들 수 있습니다.

응용

• 온도 제어 시스템: 온도 오류를 누적하여 가열기의 전력을 조정하여 최종 온도가 설정 값에서 안정화되도록 합니다.

• 유량 제어 시스템: 유량 오류를 누적하여 밸브의 개방도를 조정하여 유량이 설정 값에서 안정화되도록 합니다.

• 압력 제어 시스템: 압력 오류를 누적하여 펌프의 출력을 조정하여 파이프라인의 압력이 설정 값에서 안정화되도록 합니다.

• 모터 제어 시스템: 모터 속도 오류를 누적하여 모터의 출력을 조정하여 모터 속도가 설정 값에서 안정화되도록 합니다.