근궤적과 자동제어의 보상

전기기사 필기 2017년 3회 67번

Q문제

제어기에서 적분제어의 영향으로 가장 적합한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

대역폭이 증가한다.

적분제어는 저주파 이득을 높이고 고주파 성분을 억제하여 일반적으로 시스템의 대역폭을 감소시킵니다.

응답 속응성을 개선시킨다.

적분제어는 오차를 누적하여 반영하므로 응답 속도를 늦추고 오버슈트를 증가시키는 경향이 있습니다.

작동오차의 변화율에 반응하여 동작한다.

오차의 변화율, 즉 미분값에 반응하여 동작하는 제어 방식은 미분제어(D 제어)의 특징입니다.

정상상태의 오차를 줄이는 효과를 갖는다.

적분제어(I 제어)는 시스템의 형(Type)을 증가시켜 정상상태 오차를 제거하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

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Step 1: 적분제어기의 전달함수 특성을 파악합니다. 적분제어기의 전달함수는 G(s) = Ki/s 형태이며, 이는 제어 루프 내에 원점 극점(Pole at origin)을 추가하는 것과 같습니다.

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Step 2: 시스템 형과 오차의 관계를 분석합니다. 원점에 극점이 추가되면 시스템의 형이 높아지며, 이는 계단 입력이나 램프 입력에 대한 정상상태 오차 상수를 무한대로 만들어 오차를 0으로 수렴하게 합니다.

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Step 3: 제어 목적을 종합합니다. 적분제어는 비례제어에서 발생하는 잔류 편차(Offset)를 완전히 제거하여 시스템의 정밀도를 높이는 목적으로 사용됩니다.

적분제어를 사용하면 왜 안정도가 나빠질 수 있나요?

적분제어는 위상 지연을 발생시켜 위상 여유를 감소시키기 때문에 시스템이 불안정해질 가능성이 높아집니다.

정상상태 오차를 줄이는 것과 속응성은 어떤 관계인가요?

적분제어는 오차를 0으로 만드는 정밀도는 우수하지만, 응답이 느려지는 단점이 있어 보통 비례제어와 함께 사용합니다.

미분제어와 적분제어의 차이점은 무엇인가요?

적분제어는 정상상태 오차 개선에 특화되어 있고, 미분제어는 응답 속도 개선과 제동 특성 향상에 특화되어 있습니다.