산업계의 모델 예측 제어기술 문헌연구(A survey of industrial model predictive control technology)

전문가 제언

□ 모델 예측 제어의 기본적인 아이디어와 역사, 1999년까지의 조사 결과를 바탕으로 10개 정도의 회사들에서 실제로 사용하고 있는 모델 예측 제어기법들에 관해 소개하였다. 또한 모델 예측 제어에 이론적으로 이바지한 학자들과 상업적으로 이용하는 회사들, 실제 제품화된 분야들, 미래의 모델 예측 제어기법 등에 관해 알아보고 있다.

□ 이 논문은 30여 쪽에 달하는 긴 논문으로 완성기간 3년 정도에 10개 정도의 실제 모델 예측 제어 기반의 제품들을 생산하는 업체들로부터 데이터를 받아 제품들의 모델링방법, 시스템 식별방법, 제어기 설계, 최적화방법, 제한 조건 설정방법들을 자세히 비교 분석하고 있다. 이 보고서는 지면 여건상 비교 분석 부분 중 모델링과 시스템 식별 부분보다는 초심자와 학생 독자들을 위해 제어기 설계 부분의 설명에 초점을 맞추어서 작성되었다.

□ 모델 예측 제어기법은 최초로 입력 등의 제한조건을 체계적인 최적화를 통해 해결함으로써, 발견적인(heuristic) 방법에 의존하는 기타 제어방법에 비해 안정도 확보 등 이론적으로 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다. 반면, 알고리즘 자체가 매 샘플링 순간마다 비교적 큰 규모의 최적화를 수행하는 형식으로 많은 계산량을 소화해야 하기 때문에, 비교적 속도가 느린 화학 공정 등에 제한적으로 사용되고 있다. 이러한 근본적인 문제점은 다루는 시스템이 복잡하고, 원하는 제어 목적이 다양해짐에 따라 비례적으로 증가하고 있으며, 기존의 PID 등의 제어법을 대체하는 데 걸림돌로 작용하고 있다. 최근 들어 하드웨어적인 발전과 함께 관련 최적화 알고리즘의 단순화연구 등에 의해 보다 고속의 모델 예측 제어기가 점차 개발될 수 있으리라 본다.

□ 이론적으로 체계성 있게 모델 예측 제어기법을 설명한 것은 아니지만, 어느 정도 기본 개념이 있는 산업체 관련 독자들이 모델 예측 제어의 역사와 연도별로 실제 사용되어 온 제어 방식들을 이해하고, 몇 가지 대표적인 기업들에서 실제로 사용되고 있는 최신 예측 제어기법들을 비교 분석하는 데 큰 도움이 되리라 본다.

저자

S. Joe Qin, , a and Thomas A. Badgwellb

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2003

권(호)

11

잡지명

Control Engineering Practice

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

733~764

분석자

황*룡

분석물

• 산업계의 모델 예측 제어기술 문헌연구.pdf [277,382 byte]

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