Control System Design   제어시스템 설계

(2016-06-20)

Controller Design, 제어기 설계

1. 제어 시스템의 해석 및 설계

  ㅇ 해석 및 설계를 위한 선행 작업
     - 동적 시스템에 대한 모델링수학적 모델링(Modeling), 시스템(System) 참조

  ㅇ 해석 및 설계 방법의 영역별 구분
     - (시간영역)   
        . 전달함수극점(Pole)영점(Zero) 위치에 의한 해석 및 설계
           .. s 평면 상의 극점(Pole)을 적절한 위치로 배치 설계 (근궤적 이용 설계 등)
           .. 극영점 배치법(Pole-Zero Allocation)이라고도 함
        . PID 제어기설계 기법 
        . 과도 응답, 정상상태 응답의 조절 등

     - (주파수영역)
        . 주파수 응답, 보드 선도, 나이퀴스트 선도 등을 활용한 분석 및 설계
           .. 루프전달함수이득위상의 조절을 이용
        . 설계 과정상에 약간의 오차 정도는 허용하는 견실한 제어시시스템 설계 가능

     - (상태 공간 기법)


2. 제어시스템 주요 목표

  ※ ☞ 제어 목표 (Control Objective) 참조
     - 얻고자 하는 제어시스템 특성
        . 안정성, 명령추종성능, 외란 제거(민감도 축소), 강인성
3. 제어시스템 설계 개요

  ㅇ 원하는 제어목표를 달성하기위해,
     - 제어시스템 주요 파라미터를 바꾸거나 부시스템(제어기/보상기)을 추가하는 것

  ㅇ 제어기 설계 (Controller Design)
     - 제어기 배치 형태 및 제어기 파라미터의 결정

     - 제어기 파라미터
        . 각 제어기를 구성하는 전달함수의 계수들
           .. 제어기 파라미터들이 상호작용하며 복잡하게 영향을 줌
     - 제어기 성능 특성치(지표)
        . (시간영역)   상승 시간,정착 시간,오버슈트 등
        . (주파수영역) 이득 여유,위상 여유,첨두 공진치 등

     * 주로, 제어기를 통해 극점 위치를 변경(극점 배치)함으로써,
        . 안정성 확보 및 입출력 반응을 향상시킬 수 있음


[제어시스템 및 그 설계] 1. 제어시스템 설계 2. 제어 목표 3. 제어기,보상기 4. PID 제어기 5. 극 배치
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        1.   1. 제어시스템 설계
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            3. 제어기,보상기
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            5. 극 배치
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