제어시스템 - 2. 제어 시스템 소개 1

오늘날 사용되는 다양한 제어 이론들

- 고전 제어

- 현대 제어

- 강인 제어

 

 

자동 제어

- 공학 및 과학에서의 핵심 분야 중 하나

- 우주선 시스템, 로봇 시스템, 제조 시스템 등 다양한 산업 전반에서 사용

 

 

 

제어 이론의 역사

- 18세기 : 제임스 와트의 증기기관을 이용한 속도 제어

- 1922 : minorsky는 자동화 제어기 분야 연구. 시스템에 대한 미분 방정식으로 배의 안정성 유지되도록 구함

- 1932 : 나이퀴스트가 정현파 입력에 대한 개루프 시스템의 정상상태 응답으로 폐루프에서 안정성을 구하는 과정 설계

- 1940

    1. 보드 선도를 이용한 주파수 응답을 활용하여 성능 요구를 만족하는 선형 폐루프 제어기를 설계할수 있게됨.

    2. 압력, 온도등 제어하기 위한 PID 제어기가 산업 전반에서 사용됨

    3. 지글러와 니콜이 PID 제어기 튜닝 방법을 소개.

    4. 에반스가 루트 로커스 방법을 제안

- 1960 

   1. 디지털 컴퓨터가 만들어지면서 복잡한 시스템에 대한 시간 영역에서의 해석이 가능해짐.

   2. 현대에 들어와 복잡해진 제어기와 정밀도가 요구되는 일들을 다루기위함.

- 1960 ~ 1980

    1. 결정론적이고, 확률적인 시스템에 최적으로 제어하고, 복잡한 시스템에 적응해나가는 방법들이 연구됨

- 1980 ~ 1990

    1. 강인 제어에 대한 연구가 이루어짐.

 

 

 

고전 제어

- 주파수 응답과 루트로커스 방법은 고전 제어 이론의 핵심이되어 여러 성능 요구사항들을 지킬수 있었음.

- 하지만 고전 제어 이론은 단일 입력, 단일 출력 시스템에서만 사용가능

- 다중 입력, 다중 출력 시스템에서는 사용 불가

 

 

현대 제어

- 시스템 미분방정식의 시간 영역에 대한 해석을 기반

- 현실에 존재하는 제어 시스템을 수학적 모델링 하여 활용

-실제 시스템과 모델 사이의 오차가 존재하며, 이 오차에 시스템 안정성이 영향을 받음