1. 제어 시스템의 해석, 설계를 위한 선행 작업 : (모델링)
ㅇ 동적 시스템에 대한 모델링 ☞ 수학적 모델링(Modeling) 참조
- 시스템에 대한 분석,설계,모델링,표현 ☞ 시스템(System) 참조
2. 제어 시스템의 해석, 설계 방법의 영역별 구분 : (시간영역, 주파수영역, 상태공간기법)
ㅇ (시간영역)
- 전달함수의 극점(Pole) 및 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 제어기의 설계 기법
- 과도 응답, 정상상태 응답의 조절 등
ㅇ (주파수영역)
- 주파수 응답, 보드 선도, 나이퀴스트 선도 등을 활용한 분석 및 설계
. 루프전달함수의 이득 및 위상의 조절을 이용
- 설계 과정상에 약간의 오차 정도는 허용하는 견실한 제어시시스템 설계 가능
ㅇ (상태 공간 기법)
- 특성방정식과 상태방정식 간의 관계를 이용, 원하는 특성방정식을 갖는 제어시스템을 설계
3. 제어 시스템의 설계 주요 목표
※ ☞ 제어 목표 (Control Objective) 참조
- 얻고자 하는 제어시스템 특성
. 안정성, 명령추종성능, 외란 제거(민감도 축소), 강인성 등
4. 제어 시스템의 설계 개요
ㅇ 설계 개요 (design overview)
- 원하는 제어목표를 달성하기위해,
- 제어시스템의 주요 파라미터를 바꾸거나,
- 부시스템(제어기/보상기)을 추가하는 것
* 즉, 제어기 배치 형태 및 제어기 파라미터의 결정
ㅇ 설계 단계 (design steps)
- 설계 사양을 통해, 제어시스템이 어떻게 행동할 것인가를 결정
- 제어기 또는 보상기의 구성을 결정
- 제어기의 매개변수 값을 결정
ㅇ 고려 요소 (design Considerations) : 특히, 제어기 설계 (Controller Design) 관점
- 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,공진 주파수,대역폭 등
* 결국, 제어기를 통해,
. 극점 위치를 변경(극점 배치)함으로써,
. 안정성 확보 및 입출력 반응의 향상을 도모코자 함
* 제어기 例)
. 비례, 미분, 적분, 리드(선행), 랙(지연) 제어기 등