JoVE Logo

로그인

25.6 : PI 제어의 시간 및 주파수 영역 해석

비례-적분(PI) 컨트롤러는 안정성과 성능을 개선하기 위해 많은 제어 시스템에 필수적입니다. 이는 일반적으로 시스템 감쇠를 강화하고 정상 상태 오류를 줄이기 위해 온도 조절 장치와 같은 일상적인 장치에서 사용됩니다. 컨트롤러의 전달 함수에서 0이 최적으로 배치되면 시스템은 안정성과 정확성 측면에서 상당한 이점을 얻습니다.

저역 통과 필터 역할을 하는 PI 컨트롤러는 시스템 응답을 늦추고 정착 시간을 늘립니다. 이를 위해서는 주요 극에서 멀리 떨어진 시작 부분 근처에 0을 배치하고 최소한의 비례 및 적분 이득을 제공하는 신중한 설계가 필요합니다.

PI 컨트롤러의 전달 함수는 일반적으로 보드 플롯으로 표현할 수 있습니다. 시각화는 비례 및 적분 구성 요소가 시스템 성능에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 됩니다. 비례 이득이 부족하면 정상 상태 오류가 발생할 수 있는 반면, 적절한 감쇠 및 안정성 관리에는 비례 및 적분 측면이 모두 포함됩니다.

중요한 설계 고려 사항은 컨트롤러의 음의 위상으로, 이는 시스템 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 코너 주파수는 대역폭 요구 사항이 허용하는 한 가장 왼쪽에 위치해야 하며, 위상 지연으로 인해 시스템의 위상 마진이 감소하는 것을 방지해야 합니다. 최적의 성능을 위해 보상된 전달 함수는 새로운 게인 교차 주파수에서 0데시벨 축과 교차하여 원하는 위상 마진을 보장해야 합니다.

또한, 적분 이득과 비례 이득의 비율은 상당히 낮은 주파수를 기준으로 설정되어야 하며, 이를 통해 시스템의 응답성과 안정성이 균형을 이루어야 합니다.

효과적인 PI 컨트롤러를 설계하려면 적분 및 비례 이득을 세심하게 선택해야 합니다. 이 선택 프로세스는 PD 컨트롤러에 비해 PI 컨트롤러에서 더 중요한 과제인 대용량 커패시터의 필요성을 피하는 것을 목표로 합니다. 필요한 경우 대용량 커패시터는 크기와 비용이 증가하여 컨트롤러의 물리적 구현을 ​​복잡하게 만들 수 있습니다.

전반적으로, 0의 신중한 배치, 이득의 전략적 선택, 위상 여유의 고려는 감쇠를 향상시키고, 정상 상태 오류를 최소화하고, 시스템 안정성을 유지하는 PI 컨트롤러를 설계하는 데 필수적입니다.

Tags

PI ControllerProportional Integral ControlSystem StabilitySteady state ErrorTransfer FunctionBode PlotPhase MarginFrequency ResponseDesign ConsiderationsDamping EnhancementGain SelectionNegative PhaseControl Systems

장에서 25:

article

Now Playing

25.6 : PI 제어의 시간 및 주파수 영역 해석

Design of Control Systems

104 Views

article

25.1 : 컨트롤러 구성

Design of Control Systems

85 Views

article

25.2 : PD 컨트롤러: 디자인

Design of Control Systems

185 Views

article

25.3 : PD 제어의 시간 영역 해석

Design of Control Systems

83 Views

article

25.4 : PD 제어의 주파수 영역 해석

Design of Control Systems

93 Views

article

25.5 : PI 컨트롤러: 디자인

Design of Control Systems

203 Views

article

25.7 : PID 컨트롤러

Design of Control Systems

101 Views

article

25.8 : Phase-lead 및 Phase-lag 컨트롤러

Design of Control Systems

158 Views

article

25.9 : 시간 및 주파수 - 위상 리드 제어의 도메인 해석

Design of Control Systems

76 Views

article

25.10 : Time and frequency - 위상 지연 제어의 영역 해석

Design of Control Systems

85 Views

JoVE Logo

개인 정보 보호

이용 약관

정책

연구

교육

JoVE 소개

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유