제어 공학의 기초
모터 제어에서 안쪽에 전류(토크) 루프, 바깥쪽에 속도 루프를 두는 캐스케이드 제어로 한다. 설계의 사고방식으로 올바른 것은?
- A안쪽 전류 루프의 응답을 바깥쪽 속도 루프보다 충분히 빠르게 하여, 바깥쪽에서는 안쪽을 거의 이상적인 전류원으로 볼 수 있도록 한다
- B바깥쪽 속도 루프를 안쪽보다 빠르게 하여, 속도 오차를 전류 루프보다 먼저 제거할 수 있도록 한다
- C안쪽과 바깥쪽 루프의 대역을 같게 맞추어 두 루프의 위상 지연을 서로 상쇄시킴으로써 시스템 전체를 가장 안정하게 한다
정답과 해설 보기
정답: A. 안쪽 전류 루프의 응답을 바깥쪽 속도 루프보다 충분히 빠르게 하여, 바깥쪽에서는 안쪽을 거의 이상적인 전류원으로 볼 수 있도록 한다
캐스케이드 제어에서는 바깥쪽 루프의 출력(속도 제어기가 구한 토크 지령)이 안쪽 루프의 목표값이 됩니다. 안쪽 전류 루프가 충분히 빠르면 바깥쪽에서는 지령대로의 전류가 곧바로 흐른다고 볼 수 있으므로, 속도 루프는 기계의 관성만을 상대로 설계할 수 있습니다. 전원 전압의 변동 같은 외란도 속도에 영향을 주기 전에 안쪽 루프가 억제합니다. 대역이 가까우면 두 루프가 간섭하여 진동하기 쉬워지므로, 안쪽을 바깥쪽보다 수 배에서 10배 정도 빠르게 하는 것이 일반적입니다.