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전달지연에서 샘플제어계의 해석과 설계

전문가 제언: ○ 제어이론은 일반적으로 피드백(feedback) 제어이론과 시스템 제어이론으로 크게 구분할 수 있고 피드백 제어이론은 자동제어 초기부터 제어시스템의 주를 이루면서 현재 실용화된 것은 대부분 이로부터 시작되었다. 반면 시스템 제어이론은 시스템이 점점 복잡해지고 고도화됨에 따라 이에 대응하기 위해 발전하기 시작한 최근의 제어이론이다.

○ 피드백 제어이론은 선형제어, 샘플제어 및 통계적 제어 등으로 구분 할 수 있으며 이 중 샘플제어는 간헐적 신호(intermittent signal)를 일부 포함한 제어시스템이다. 간헐 신호는 샘플러나 컴퓨터에 의해 만들어질 수 있다. 샘플러는 샘플주기(T)마다 신호 f(t)를 f*로 변환하는 장치이다.

○ f*는 f*(t)=f(nT)δ(t-nT)로 나타내지는데 샘플주기(T) 시간마다의 정보로 나타내 진다. 이식에서 δ(t)는 델타함수(impulse function)이며 샘플러의 출력을 제어대상에 적용시킬 경우에는 반드시 그 값에 홀드소자를 쓴다. T시간동안 f(nT)의 일정 값을 유지하도록 하는 0차 시스템이 주로 사용된다.

○ 샘플데이터 제어시스템에서는 아날로그 시스템에서 라플라스 변환처럼 z변환, z(f*(t))=z(f^*(nT))=f(nT)z^-rt이 해석에 사용된다. 펄스 전달함수G(z)는 G(z)=Y(z)/f(z)가 되고, 펄스 전달함수에 z=e^jωt를 대입하면 T의 함수로 주어져 주파수 특성이 얻어진다. 아날로그 시스템과 마찬가지로 임펄스응답(δ-response)과 스텝응답(unit function response)도 쓰인다.

○ 제어는 어떤 목적에 적합하도록 대상으로 되어 있는 것에 소요의 조작을 더하는 것이라고 JIS가 정의하고 있다. 어떤 제어장치에 제어기(controller)를 부착하여 자동으로 제어하도록 하는 자동제어는 전기, 화공, 기계 등 다양한 분야에 이용되고 있다. 향후에도 이에 대한 연구와 발전이 계속되어 자동제어가 발전하는데 공헌하기를 바라는 바이다.

저자: Hisaya FUJIOKA
자료유형: 학술정보