PD, PI 제어

소개글

- PD, PI 제어를 이용, 구현된 System을 원하는 Steady-State Error, Percent Overshoot, Settling-Time 값으로 설정하여 Controller를 설계할 수 있다.

목차

1. 명제
2. 설계 목적
3. 설계 순서
4. 관련이론
5. Block Diagram
6. PD 제어
7. PI 제어
8. 최종결과분석
9. 결론
10. 참고문헌

본문내용

1. P 제어기(비례 제어)

- 조작 량을 목표 값과 현재 위치와의 차에 비례한 크기가 되도록 하며, 서서히 조절하는 제어 방법이 비례 제어라고 하는 방식이다. 이렇게 하면 목표 값에 접근하면 미묘한 제어를 가할 수 있기 때문에 미세하게 목표 값에 가까이 할 수 있다.
정상상태 오차와 과도응답을 어느 정도 개선시킬 수 있는 제어 방식이다. 주어진 과도응답을 만족하는 극점을 계산하여서 시스템을 제어한다.

2. PI 제어기

- 비례 제어로 잘 제어할 수 있을 것으로 생각하겠지만, 실제로는 제어 량이 목표 값에 접근하면 문제가 발생한다. 그것은 조작 량이 너무 작아지고, 그 이상 미세하게 제어할 수 없는 상태가 발생한다. 결과는 목표 값에 아주 가까운 제어 량의 상태에서 안정한 상태로 되고 만다. 이렇게 되면 목표 값에 가까워지지만, 아무리 시간이 지나도 제어 량과 완전히 일치하지 않는 상태로 되고 만다. 이 미소한 오차를 "잔류편차"라고 한다. 이 잔류편차를 없애기 위해 사용되는 것이 적분 제어이다. 즉, 미소한 잔류편차를 시간적으로 누적하여, 어떤 크기로 된 곳에서 조작 량을 증가하여 편차를 없애는 식으로 동작시킨다. 이와 같이, 비례 동작에 적분 동작을 추가한 제어를 "PI 제어"라 부른다.
정상상태 오자를 완벽히 제어할 수 있다. 그러나 과도응답이 악화되는 경향이 있는 제어 방식이다. P 제어기가 해당 조건을 만족하지 못할 경우 정상상태오차 개선을 위해 설계하는 제어기이다.

참고 자료

- Modern Control Systems(Eleventh Edition), Richard C. Dorf, Pearson.
- An Introduction with Applocations MATLAB, Amos Gilat, WILEY.