권영욱님의 글
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수고많으십니다.
제어에 대해 궁금한게 있어서 글을 올립니다.
p.i.d중에서 i제어에 대해 알고 싶습니다. 단지 막연히 지난편차값의 합이 제어량에 영향을 미친다고만 알고 있는데 정확한 개념이 정립되니 않고 있습니다. d에대한 수식은 어느정도 이해가 되는것 같은데 적분항에 대해서는 막연한 개념입니다. 개념정립좀 부탁드립니다.
또한 삼각파 발생기에 대한 정확한 알고리즘을 쉽게 알고싶습니다. 어떠한 과정과 원리로 발생이되는지를 답좀 부탁드립니다.
상기의 글은 자사에서 제어하고자 하는 시스템이 부하관성은 큰데 모타출력 토오크는 한정이 되어 있는데(구조상) 이를 제어하려다보니 회전수 편차가 심하게 나타나며(30r.p.m/15000r.p.m) 약간의 wave 현상도 나타나는 것 같아서 문의를 드립니다.

---------------- [답 변] ---------------------
제어분야 전문가는 아니지만 아는 범위내에서 답변 드리겠습니다. 보통 산업용 제어기에서는 PI 제어기를 많이 사용 합니다. 적분 제어 즉 I 제어를 추가하면 에러의 누적치를 제어하기 때문에 정상상태 에러를 줄여주는 역할을 하기 때문이죠. 또한 진동 억제나 빠른 응답성이 필요할때는 단순히 D 제어를 사용하지 않고 보상기를 설계하여 시스템의 Gain Margin 과 Phase Margin 을 높여 시스템의 안정성을 높이고 게인을 크게 하여 고속 제어를 하게 됩니다.

모타 제어시 루프는 전류, 속도, 위치 루프로 구분할수 있는데, 모타의 전류 루프는 P.I 제어를 사용합니다. 전류 루프에 P 제어만 사용하면 스텝인풋에대한 정상상태 에러가 1이되나, I제어를 추가하면 1보다 작아지죠.
속도 루프는 PI 제어를 사용합니다. 속도 루프에 PI 제어를 사용하면 외란 토크(중력, 마찰력 등) 가 있다하더라도 정상상태에서의 속도의 에러는 0이 되기 때문입니다. 이 속도 루프에 필터를 추가하기도 하는데 이는 Gain/Phase margin 을 높이기 위한 것이므로 속응성이 중요하지 않으면 무시하셔도 뵙니다.
위치 루프는 P 제어기만 사용합니다. 속도 루프가 PI 제어기를 사용하였기 때문에 위치루프는 P 만 사용하여도 위치 편차의 정상상태 에러가 0 이 되기 때문이죠. 위치루프에 보상기를 설계하여 추가하기도 하는데 이는 속응성을 높이기 위한 것입니다.

이와 같이 제어기를 변경하여 사용하면 문제가 되는 에러는 줄일수 있을 것입니다. 삼각파 발생기에 데한 답변을 다른 전문가님의 답변을 기대 합니다.

모션 제어에 대한 내용은 자동제어 포럼에 몇가지 있으니 참조 바랍니다.