1. 제어 시스템 (Control System) 이란?
ㅇ 제어 입력에 따라 정해진 또는 적응적 방법으로 출력을 제어할 수 있는 시스템
2. 제어 시스템의 모델링
ㅇ 수학적 모델링 : 미분방정식, 시스템방정식
ㅇ 모델링의 도식/도형적 표현 : 블록선도, 신호흐름선도
ㅇ 모델링의 수식적 표현
- 입출력 관계식 : 전달 함수 (직관적)
. 입력 신호에 대한 출력 신호의 관계로써, 제어 시스템의 특성이 해석/평가됨
- 상태 관계식 : 상태 방정식 (계산적)
. 입력,출력 변수 이외에도 n개의 상태 변수들을 함께 엮어, 제어 시스템의 특성이 해석/평가됨
3. 제어 시스템의 특성들
ㅇ (제어목표) 얻고자 하는 제어 시스템의 특성
- 안정성, 명령추종성능, 외란 제거, 강인성 등 ☞ 제어목표 참조
ㅇ (제어대상) 제어 대상이 되는 요소(변수)
- 입력 변수, 상태 변수, 출력 변수
ㅇ (연결방식)
- 제어 시스템 내 제어기와 플랜트 연결방식 ☞ 개루프 제어, 폐루프 제어 참조
ㅇ (기준입력)
- (시간영역) 과도 응답 입력 : 단위계단함수,단위램프함수,단위포물선함수 등 시험기준입력
- (주파수영역) 주파수 응답 입력 : 정현 함수
ㅇ (응답특성)
- 시스템 응답 : 시간응답 (= 과도응답 + 정상상태응답)
- 주파수 응답
ㅇ (성능평가) 제어 시스템의 성능 규격 ☞ 제어시스템 설계 참조
- 과도응답 특성
. 과도응답 평가량 : 최대 오버슈트, 지연시간, 상승 시간, 정정 시간, 감쇠비 등
- 정상응답 특성
. 정상상태 오차 등
- 안정성/안정도 (상대 안정도)
- 평가 대상
. 과도 응답 및 정상상태 응답의 조절 능력
. 안정/불안정의 판별
ㅇ (동작요소) 제어 시스템 전체 특성을 고려하여 제어 동작을 수행하는 장치 ☞ 제어기 참조
4. 제어 시스템의 설계 (Control System Design) ☞ 제어시스템 설계 참조
ㅇ 고전적
- 주파수영역 : 주파수응답법
. 나이퀴스트 선도 : 1932년 제안
. 보드 선도 : 1930년대 제안
. 니콜스 선도 : 1940년대 제안
.. 개루프 전달함수의 이득,위상에 대한 폐루프 전달함수의 이득,위상 간의 관계를
그래프로 나타낸 것
- 시간영역 : 근궤적법
. 근궤적법 : W.R. Evans에 의해 1948년 소개
ㅇ 현대적
- 상태공간기법