PID제어

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PID제어

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PID 제어

산업현장에서 사용되고 있는 제어기의 대부분은 PID제어기는 이것을 응용한 제어기이다. PID제어기는 몇몇 특수한 공정을 제외하면 우수한 성능을 보장한다. 구조가 간단하지만 여러 공정과 결합하여 나타나는 응답은 다소 복잡하여 이 제어기의 tuning은 쉬운 작업이 아니다. 이 제어기의 범용성에 비추어 매우 많은 tuning방법이 제안되어 있으며 아직도 연구결과가 발표되고 있다. PID제어기 tuning법은 여러 분야 (전기, 전자, 기계, 항공, 화공)에서 연구되어지고 있는데 서로간의정보교류가 적어 연구결과가 알려지지 않고 있거나 연구가 중복되는 것을 볼 수 있다.
PID제어란 비례-적분-미분(Proportional-Integral-Derivative)의 약자로서 제어방식이 독자적인 물리적 의미를 가진 비례기능, 적분기능 및 미분기능의 세 가지 기능을 조합하여 만들어졌다는 뜻이며, 간단하면서도 효과가 좋은 특성을 가지고 있어서 산업공정에 가장 널리 사용되고 있는 자동제어방식이다. 1. 비례 제어기능

가. 물리적인 의미

현재 레벨 센서로 측정된 배관내의 액위가 70mm라면, 사람은 이 때 어떤 행동을 하겠는가? 아마도 압력의 오차가 +5mm라면이 만큼의 액체(물)이 모자라므로 이 오차에 해당하는 양에 비례하여 밸브를 조금 열어 액위를 높이려고 할 것임이 분명하다. 인간의 이 조절 기능을 간단히 프로그램 할 수 있는 수식으로 변환한다면 어떻게 될까? 쉽게 생각할 수 있는 방법이 압력의 목표 값에서 현재 측정된 압력을 뺀 값, 즉 압력의 오차에 비례하는 상수를 곱한 것으로 대체하는 것이며, 이것이 비례제어기능이다.

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