[공학]PID제어

목차

☆ PID 제어란?
☆ 단순 On/Off 제어
☆ 비례 제어
☆ PI 제어
☆ 미분 제어와 PID 제어
☆ 컴퓨터에 의한 PID 제어 알고리즘

본문내용

★ PID

☆ PID 제어란?
자동제어 방식 가운데서 가장 흔히 이용되는 제어방식으로 PID 제어라는 방식이 있다.
이 PID란,
P : Proportinal(비례)
I : Integral(적분)
D : Differential(미분)
의 3가지 조합으로 제어하는 것으로 유연한 제어가 가능해진다.

☆ 단순 On/Off 제어
단순한 On/Off 제어의 경우에는 제어 조작량은 0%와 100% 사이를 왕래하므로 조작량의 변화가 너무 크고, 실제 목표 값에 대해 지나치게 반복하기 때문에, 목표 값의 부근에서 凸凹를 반복하는 제어로 되고 만다.
이 모양을 그림으로 나타내면 아래 그림과 같이 된다.

☆ 컴퓨터에 의한 PID 제어 알고리즘
: 원래 PID 제어는 연속한 아날로그량을 제어하는 것이 기본으로 되어 있다. 그러나 컴퓨터의 프로그램으로 PID 제어를 실현하려고 하는 경우에는 연속적인 양을 취급할 수 없다. 왜냐하면, 컴퓨터 데이터의 입출력은 일정시간 간격으로밖에 할 수 없기 때문이다. 게다가 미적분 연산을 착실히 하고 있는 것에서는 연산에 요하는 능력으로 인해 고성능의 컴퓨터가 필요하게 되고 만다. 그래서 생각된 것이 샘플링 방식(이산값)에 적합한 PID 연산 방식이다.
우선, 샘플링 방식의 PID 제어의 기본식은 다음과 같이 표현된다.
조작량=Kp×편차+Ki×편차의 누적값+Kd×전회 편차와의 차
(비례항) (적분항) (미분항)
기호로 나타내면
MVn=MVn-1+ΔMVn
ΔMVn=Kp(en-en-1)+Ki en+Kd((en-en-1)-(en-1-en-2))
MVn, MVn-1: 금회, 전회 조작량
ΔMVn: 금회 조작량 미분
en, en-1, en-2: 금회, 전회, 전전회의 편차
이것을 프로그램으로 실현하기 위해서는 이번과 전회의 편차 값만 측정할 수 있으면 조작량을 구할 수 있다.

참고 자료

없음