Automatic control

1. Automatic control

Open-loop control

출력값을 측정하지 않는 시스템

입력 - [Controller] - 제어값 - [Plant : Actuator - process] - 출력

Plant에는 외란(disturbance)가 가해진다.

외란에 대한 feedback이 없으므로 input에 대한 오류가 생긴다. 반복할 수록 이는 누적된다. 결국 원하는 signal과 완전히 다른 값을 갖게 된다.

Closed-loop control

센서를 이용하여 출력값을 측정하여 그 값을 control signal 결정에 사용한다

feedback control이라고도 한다.

조절부의 output을 센서로 측정, 이 값을 feedback하여 controll signal 결정에 활용한다.

목표하는 output과, 실제 output 간 차이를 측정하여 이를 보상한다.

센서 역시 하나의 시스템이므로, 노이즈가 포함될 수밖에 없으나, output과 유사한 결과를 나타내므로 추정에 활용할 수 있다.

block diagram : 시스템 구성 요소를 블록으로, 신호의 흐름을 화살표로 표시하여 시각화한 것

Closed-loop system의 값 설정

input : 원하는 값

Controller : 목표값에 비례하는 입력신호(control signal) 발생

Plant : 제어요소 = 조절부 + 조작부

조절부 : control signal을 process로 전달

조작부 : actuator 신호를 출력

외란 : 제어값을 교란시키는 외부 신호

Controller 설계 시 고려사항

Command Following : Output이 Input을 잘 따르는가?

Disturbance Rejection : 외란을 얼마나 잘 제거하는가?

Insensivity to sensor noise : 센서 노이즈에 덜 민감한가?

Insensivity to Modeling Error : 수학적 모델링 에러에 덜 민감한가?