제어_{(r1 문단 편집)}

==== P 제어 ====
Proportional 제어 (비례 제어)
[math( \displaystyle K_p(s) = K_p )]

간단하게 설명하자면 목표와 지금 상태의 차이가 나는 만큼, 즉 오차에 비례하는 만큼의 제어 입력을 넣는 것이다.

난방을 예로 들면 10도 에서 20도로 가열할 때 10에 해당하는 가열을 하고 만약에 15도에서 20도 가열할 때는 5에 해당하는 가열을 하는 것이다. 이렇게만 해도 이론적으로는 가장 효율적으로 시스템을 목표치로 맞출 수 있다.

그러나 현실은 예측할 수 없는 외란, 하드웨어의 한계, 제어량 해상도의 한계 등등 여러가지 이유로 인해 제어 입력과 시스템 출력이 완벽하게 비례하는 경우가 거의 없다. 이 때문에 수학적, 이론적으로 아무리 정확하게 비례 입력을 넣어준다 해도 실제 출력이 약간씩 모자라거나 과도하게 되는데 비례 제어의 제어량은 단순히 오차의 크기에만 비례하므로 오차가 일정량 이하로 줄어들게 되면 목표치 도달까지 매우 오랜 시간이 걸리거나 외란에 크기에 따라 오차가 해소되지 않고 영원히 유지되는 등의 문제가 발생한다는 단점이 있다.

이런 문제가 발생하는 이유는 steady-state error([math(e_ss)])가 발생하기 때문인데 Transfer function에 Final value Theorem을 적용해보는 것으로 확인할 수 있다. unit step function input일 때를 생각해보면 Kp value를 무한에 도달시켜야만 steady-state error가 사라진다. 그리고 그런 제어기를 실제로 만드는 것은 불가능하다.

만약 가열하는데 옆에 제어 1단위의 냉방기가 있다면[* 이를 제어에서는 외란 ''Disturbance'' 이라 한다] 19도에서 1단위의 난방을 해도 결과적으로 입력은 0인지라 19도에 수렴한다. 사실상 제어에 있어 이런 경우가 대부분이라 정밀제어에서는 P제어만을 사용하지 않는다. 오차에 민감하지 않은 경우엔 가장 기본적인 피드백 제어 방법으로 이러한 제어로도 충분하지만 어지간해서는 P 제어만을 쓰지는 않는 편이다.

요약

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