제어 공학의 기초

마이컴으로 위치형 PI 제어를 구현하고, PWM의 듀티비(0~100%)를 조작량으로 한다. 적분 와인드업의 대책으로 올바른 것은?

  1. A포화되어 있는 동안에는 비례 이득을 크게 하여 빨리 포화에서 빠져나오게 한다
  2. B적분항을 부동소수점 수로 계산하면 오버플로가 일어나지 않으므로 특별한 대책은 필요 없다
  3. C출력이 포화되어 있는 동안에는 편차가 포화를 깊게 하는 방향이면 적분을 멈추거나, 제한한 값과의 차이를 적분으로 되돌려 적분값을 억제한다
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정답: C. 출력이 포화되어 있는 동안에는 편차가 포화를 깊게 하는 방향이면 적분을 멈추거나, 제한한 값과의 차이를 적분으로 되돌려 적분값을 억제한다

1번째 방법은 조건부 적분(클램핑)으로, 출력이 포화되어 있고 편차가 포화를 더 깊게 하는 방향일 때는 적분을 갱신하지 않습니다. 2번째는 역계산(back-calculation)으로, 제한하기 전의 계산값과 실제로 출력한 값의 차이에 계수를 곱해 적분으로 되돌려 적분값을 끌어내립니다. 조작량의 변화분을 계산하는 속도형 PID 제어에서는 출력을 제한하는 것만으로 와인드업이 잘 일어나지 않게 됩니다. 정수 고정 소수점으로 계산할 때는 적분 변수 자체의 오버플로에도 포화 연산 등으로 대비합니다.

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