PID 제어

목차

1. 실험 목적
2. 실험 진행
3. 결과 정리
4. 고찰

본문내용

두 번째 실험은 직접 P, I, D 값을 정해서 대입하여 시간의 변화에 따른 수위의 변화를 보는 실험이었다. 제어 공학에서 P, I, D 값을 정하는 이론을 아직 배우지 않았다. 일단은 인터넷과 책을 참고해서 정확한 이론은 아니지만 P, I, D 값이 각각 출력에 어떤 영향을 끼치는지 생각해서 값을 정해 봤다. 우선 비례 이득 P 값이 커지면 제어를 하지 않은 플랜트보다는 정상상태에 가까워지지만 오프셋이 남게 된다. 따라서 적분 제어 I를 해주어하는데 적분 제어를 해주면 오프셋을 없애고 정상상태에 도달할 수 있게 해준다. 하지만 적분 제어를 하면 진동하는 특성이 있기 때문에 진동을 억제해주는 미분 이득 D 값을 조절해준다. 또한 P, I, D 값은 서로 영향을 끼치기 때문에 적절하게 넣어주어야 한다. 이처럼 P, I, D 값을 적절하게 조절해주는 것이 중요하다. 우리가 임의로 넣어준 값과 그래프를 비교해보면 그래프에는 현재 오프셋이 없지만 오버슈트가 발생했다는 것을 알 수 있다. 오버슈트를 없애주기 위해서는 미분 이득 D 값을 변경해주는 것이 좋다고 생각된다. 그리고 정상상태에 도달하는데 약 2분10초 정도의 시간이 걸린다. 이 시간을 앞당겨 주고 싶다면 P값을 조절해야 하고 P값이 커진다면 오프셋이 다시 생길 수 있으므로 적분 이득 I도 적절히 변경해주어야 한다.

<중 략>

세 번째 실험은 첫 번째 실험에 기초해서 P, I, D 값을 구하여 입력하여 실험을 했다. 각각의 이득을 정하는 식은 P = y/3 , I = t, D = t/6 로 하며 y 는 오버슈트와 언더슈트의 차이, 오버슈트와 언더슈트 사이의 시간간격을 t라고 한다. 첫 번째 실험에서 오버슈트와 언더슈트의 차이는 20mm이고 시간 간격은 약 45s 이다. 따라서 P = 20/3 = 6.67, I = 45, D = 45/6 = 7.5를 대입하여 실험을 진행했다. 나온 데이터와 그래프를 보면 오버슈트는 하나도 없고 바로 정상상태로 도달하는 것을 관찰할 수 있었다. 만약 제어하는 이유가 시간에 상관없이 정확한 정상상태로 가기 위해서라면 굉장히 좋은 제어라고 할 수 있다.

참고 자료

없음