[공학]PID 제어기

소개

PID 제어기에 대한 전반적인 설명입니다.

목차

1. PID의 특징
2. PID제어기의 여러 형태
① 병렬형 PID제어기
② 직렬형 PID제어기
③ 이산형 PID제어기

본문내용

1. PID의 특징
이 장에서는 단입출력 선형시불변 시스템에 대한 산업현장에서 가장 많이 쓰이고 있는 PID제어기 설계법을 다룬다. 이 제어기들은 제7장에서 다룬 앞섬 뒤짐 보상기와 함께 주로 근궤적법이나 주파수응답법 따위로 설계되며 제어공학의 초기에서부터 쓰여오고 있기 때문에, 다양한 설계기법을 사용하는 현대제어기에 대비하여 고전적 제어기라고 부른다.
1) PID제어기는 구조가 간단하고 제어성능이 우수하고 제어이득 조정이 비교적 쉽기 때문에 산업현장에서 약 80% 이상을 차지할 정도로 많이 사용되고 있다. PID 제어는 비례제어, 적분제어, 미분제어를 단독으로 쓰거나 혹은 두 가지 이상을 결합한 형태로 사용한다.
2) 비례(P)제어는 PID제어기에서 반드시 사용하는 가장 기본적인 제어이며 구현하기가 쉽다. 그러나 이 제어만으로는 적분기가 플랜트에 없을 경우에 정상상태 오차가 발생할 수 있다.
3) 적분(PI)제어는 정상상태 오차를 없애는데 사용된다. 그러나 적분이득을 잘못 조정하면 시스템이 불안해지고 반응이 느려진다.
4) 미분(PD)제어는 잘 활용하면 안정도에 기여하고, 예측기능이 있어 응답속도를 빠르게 한다. 단점으로는 시스템에 잡음성분이 있을 때 미분값이 커지게 되어 제어입력에 나쁜 영향을 미친다는 점이 있다.
5) PID제어기의 계수를 자동적으로 조정하는 것을 자동동조(Auto-tuning)라고 하며, 산업계에서 많이 필요로 하고 있다. 대표적인 방법으로는 지글러-니콜스(Ziegler-Nichols) 동조법, 계전기(Relay) 동조법 따위가 있으며, 이 방법들은 제어대상 시스템의 모델을 사용하지 않고 간단한 동조과정을 거쳐 계수를 결정한다.

참고자료

· 없음