[제어공학]#1 제어시스템이란 (제어시스템 정의, 종류)

◎ 자동제어: 인간이 직접 관여하지 않고, 시스템이 자동으로 목표한 동작을 하는 것.

   1) 고전적 제어이론: 전달함수 이용하여 제어시스템 해석

   2) 현대 제어 이론: 상태방정식을 사용하는 시간영역 해석법

 

◎ 제어시스템이란?

블록선도로 표현하면 아래와 같다.

(미완성)

 

 

   1) 개루프 제어시스템

센서(Feedback)이 없어서 자동제어라 할 수 없다. 

- 장점: 싸다, 안정적이다, 고장이 적다.

- 단점: 외란 대응 불가

 

   2) 폐루프 제어시스템

블록선도로 표현하면 아래와 같다.

(미완성)

 

 

- 장점: 제어 시스템의 내부 파라미터 변화에 대한 제어시스템의 감도를 줄일 수 있다. 

과도응답 조절가능, 정상상태오차(Steady State Error)를 줄일 수 있다. 외란 영향 줄일 수 있다. 

- 단점: 입력에 대한 출력의 이득(gain)이 감소, 시스템이 불안정해질 수 있음

 

폐루프 제어시스템의 감도란...?

예를 들어. 증폭도라는 녀석은 온도영향을 많이 받는데, 값이 작을 시 OutPut에 영향을 크게 주기 때문에, 값을 50000~~200000등등으로 크게 갖는 경향을 갖는다. (Output=(증폭도)/(1+증폭도)이다. )

 

◎ 제어시스템의 종류?

   1) 선형제어시스템 : 비례&중첩이 가능한 시스템

   2) 비선형제어시스템: 비례&중첩이 불가능한 시스템

           --> 다루기 어렵기 때문에 선형으로 근사화 시킨다. (선형화 Linearization 리니얼리제이션)

   3) 시변제어시스템: 파라미터가 시간에 따라 변함

   4) 시불변제어 시스템: 시간과 상관없음

   5) 연속값제어시스템: 시간상으로 연속인 신호 (일반적으로 사용함(x축이 시간인 연속적인 선임))

   6) 이산값제어시스템: 특정시간에만 의미가 있음 (Like 디지털 부호)

 

- 제어량의 종류에 따른 제어시스템

   1) 서보기구 : 수시로 변하는 목표값의 변화에 항상 추종하는 것을 목적으로 함

      (제어량 : 기계적 위치, 속도, 가속도, 방향, 자세)

   2) 프로세스제어 : 통상 목표값이 일정하게 정해져있고, 일용품을 제조하는곳에서 사용

      (제어량 : 온도, 유량, 압력, 레벨, 농도, 습도, 비중, PH등 화학관련)

   3) 자동조정 : 예를들면 발전기의 주파수제어, 원동기의 속도제어. 보통 목표값이 고정

      (제어량 : 속도, 회전력, 전압, 주파수, 역률 등 기계적&전기적량을 제어량으로 함)

 

-목표값의 변동유무에 따른 제어시스템

   1) 정치제어 : (＝레귤레이터제어)목표값이 시간에 따라 변화하지 않고 일정한 제어, ex프로세스제어, 자동조정

   2) 추종제어 : (＝추치제어, 서보제어) 제어량을 목표에 맞추어서 변하도록 하는 제어, ex서보기구