피드백 제어(Feedback Control)란?

제어량을 센서로 측정하여 목표값과 비교하고, 그 차(편차)가 작아지도록 조작량을 바꾸는 제어. 신호가 루프를 한 바퀴 돌므로 폐루프 제어라고도 부른다. 원인과 관계없이 결과의 어긋남을 바로잡으므로 외란이나 제어 대상의 변화에 강하지만, 편차가 나타난 뒤에 수정하므로 지연이 있고, 이득이 너무 높으면 진동이나 불안정을 초래한다. PID 제어가 대표적이며, 온도, 속도, 전압, 위치 등의 제어에 널리 쓰인다.

일본어 명칭: フィードバック制御

피드백 제어(Feedback Control)은(는) 제어 공학의 기초 등 1개 분야의 연습 문제 3개에 나와요.

분야: 제어 공학의 기초

도전해 보기: 피드백 제어(Feedback Control) 관련 문제

피드백 제어(폐루프 제어)의 설명으로 올바른 것은?

  1. A제어량을 측정하지 않고 미리 정한 조작량이나 절차만으로 동작시키므로, 외란으로 제어량이 어긋나도 자동으로는 보정되지 않는다
  2. B제어량을 측정하여 목표값과 비교하고, 그 차(편차)가 작아지도록 조작량을 바꾸므로, 외란이나 제어 대상 특성 변화의 영향을 작게 할 수 있다
  3. C외란을 측정하여 그것이 제어량에 나타나기 전에 상쇄하는 조작량을 더하므로, 측정하지 않은 외란이나 모델 오차까지 포함해 반드시 편차를 0으로 만들 수 있다
정답과 해설 보기

정답: B. 제어량을 측정하여 목표값과 비교하고, 그 차(편차)가 작아지도록 조작량을 바꾸므로, 외란이나 제어 대상 특성 변화의 영향을 작게 할 수 있다

피드백 제어는 센서로 측정한 제어량을 목표값과 비교하고, 편차에 따라 조작량을 정하는 제어입니다. 신호가 출력에서 입력 쪽으로 되돌아가 루프를 한 바퀴 돌므로 폐루프 제어라고도 부릅니다. 원인이 무엇이든 결과의 어긋남을 보고 바로잡으므로, 외란이나 제어 대상 특성의 변화에 강한 것이 장점입니다. 반면 편차가 생긴 뒤에 수정하므로 지연이 있고, 이득을 너무 올리면 진동하거나 불안정해집니다.

피드포워드 제어를 피드백 제어와 조합하여 사용하는 이유로 올바른 것은?

  1. A피드포워드는 측정할 수 있는 외란이나 목표값의 변화에 편차가 나타나기 전에 대응할 수 있지만, 측정하지 않은 외란이나 모델 오차는 보정할 수 없으므로 나머지를 피드백으로 보완한다
  2. B피드포워드를 더하면 루프 전달 함수의 이득과 위상이 바뀌어 위상 여유가 늘어나므로, 피드백 이득을 크게 해도 안정하게 유지할 수 있다
  3. C피드백만으로는 적분 동작을 사용해도 정상 편차가 반드시 남으므로, 일정한 목표값이나 외란에 대한 정상 편차를 0으로 하려면 피드포워드가 꼭 필요하다
정답과 해설 보기

정답: A. 피드포워드는 측정할 수 있는 외란이나 목표값의 변화에 편차가 나타나기 전에 대응할 수 있지만, 측정하지 않은 외란이나 모델 오차는 보정할 수 없으므로 나머지를 피드백으로 보완한다

피드포워드 제어는 외란이나 목표값의 변화를 측정하고, 그것이 제어량에 영향을 주기 전에 모델로 계산한 조작량을 더하는 제어입니다. 편차가 나타나기를 기다리지 않으므로 빠르게 대응할 수 있지만, 모델이 정확하고 외란을 측정할 수 있다는 것이 전제입니다. 그래서 주요 외란이나 목표값 추종은 피드포워드가 맡고, 남은 어긋남은 피드백으로 바로잡는 조합이 자주 쓰입니다. 피드포워드 경로는 루프 밖에 있으므로 루프의 안정성(위상 여유 등)은 바뀌지 않습니다.

해설 속 피드백 제어(Feedback Control)

피드백 제어(Feedback Control)이(가) 나오는 문제 (3)

  1. 피드백 제어(폐루프 제어)의 설명으로 올바른 것은?
  2. 피드포워드 제어를 피드백 제어와 조합하여 사용하는 이유로 올바른 것은?
  3. 시퀀스 제어의 설명으로 올바른 것은?

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피드포워드 제어(Feedforward Control) 위상 여유(Phase Margin) 1차 지연계(First-order System) 2차 지연계(Second-order System) 라우스-후르비츠 안정 판별법(Routh–Hurwitz Stability Criterion) 라플라스 변환(Laplace Transform) 보드 선도(Bode Plot) 블록 선도(Block Diagram) 오버슈트(Overshoot) 이득 여유(Gain Margin)

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