개념 한 쪽
비례적분제어(PI)는 비례 동작의 빠른 응답성과 적분 동작의 잔류 오차 제거 기능을 결합한 제어 방식으로 승강기 제어에서 잔류 편차를 제거할 때 주로 사용한다
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「비례적분제어」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| PI·PID 특징 판별 | 1 | PID 또는 PI가 시스템 성능에 미치는 효과를 가려내기 |
| 응답 특성 용어 정의 | 1 | 입력과 출력 사이의 최대 편차를 가리키는 용어를 선택하기 |
| 연속·불연속 제어 구분 | 1 | 연속 동작과 온오프식 불연속 동작을 구별하기 |
PI 제어는 비례 동작(P)과 적분 동작(I)을 결합하여 동작하는 제어 방식이라고 정의한다 비례 동작은 현재 오차에 비례하여 제어 출력을 생성하므로 응답을 빠르게 하는 데 기여한다는 점을 설명한다 적분 동작은 오차가 지속되는 동안 그 누적값에 따라 출력을 증가시켜 정상 상태의 잔류 오차를 제거하는 역할을 한다고 밝힌다
비례 단독 제어만으로는 목표값과 출력 사이에 미세한 잔류 오차가 남을 수 있으므로 적분 동작을 추가하면 잔류 편차를 소거할 수 있다는 근거를 제시한다 이 때문에 P와 I를 결합한 PI 동작은 잔류 오차가 문제되는 시스템에서 유용하다고 정리한다
PI 제어는 연속 제어 방식에 속한다는 점을 명확히 한다 연속 제어는 조절량을 부드럽게 변화시키는 방식을 의미하며, ON/OFF와 같은 2위치 동작은 연속 동작이 아니라 불연속 제어에 해당한다고 구분한다
적분 동작의 동적 특성은 적분 시간 T로 표현할 수 있으며, 단위 계단 입력 시 적분 시간의 정의에 따라 조작량의 증가율이 결정된다는 원리를 설명한다
적분 동작 문제 예로 적분 시간 T=1분인 경우를 든다 단위 계단을 입력하여 조작량이 10이 될 때까지 걸리는 시간을 계산하면, 적분 동작에서 조작량 1단위 증가에 T만큼 걸리므로 10×1분=10분이 소요된다고 풀이한다
다른 예시로 PI 제어의 적용을 묻는 유형에서는 잔류 오차 제거가 필요한 상황을 식별하고 P만으로는 부족함을 판단하여 I를 추가한 PI 동작을 선택하도록 안내한다
제어동작 중 PＩD(비례적분미분)동작을 이용했을 때의 특징에 해당되지 않은 것은?
정답 ④ · 문제는 PID 제어를 사용했을 때 나타나는 특성 중 해당되지 않는 것을 찾는 것이다. PID 제어는 비례로 현재 오차를 줄이고 적분으로 잔류편차를 제거하며 미분으로 오버슈트를 억제하여 정정시간과 오버슈트, 잔류편차를 동시에 개선하고 응답의 안정성을 높이는 목적을 가진다.
PID 제어는 비례·적분·미분 동작을 조합해 응답 속도와 안정성을 모두 최적화하는 제어 방식입니다.
자동제어계의 응답 중입력과 출력사이의 최대 편차량은?
정답 ② · 문제는 자동제어계에서 입력과 출력 사이의 최대 편차량이 어떤 용어인지 묻고 있다. 입력에 도달하려는 출력이 목표값을 초과하여 나타나는 최대 순간 편차를 오버슈트라고 한다.
입력과 출력 사이의 최대 편차량은 오버슈트이다. 오차는 정상 상태 오차, 외란은 외부 요인, 감쇄비는 진동 감쇠 정도를 나타낸다.
제어요소의 동작 특성 중 연속동작이 아닌 것은?
정답 ④ · 문항은 제어 요소의 동작 특성 중 연속동작이 아닌 것을 고르는 문제이다. 연속 제어는 출력이 연속적으로 변화하는 방식으로 비례·비례적분·비례미분 제어는 모두 연속 신호를 생성하지만 온오프 제어는 출력이 켜기/끄기 두 상태만 가지는 이산적 동작이므로 연속동작이 아니다.
연속 제어는 조절량을 연속적으로 변화시키지만, 온오프 제어는 전류의 유무만 판단하므로 연속 동작이 아니다.
승강기기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.