PID 제어란?
PID 제어는 비례, 적분 및 미분 제어를 의미하며 업계에서 가장 일반적으로 사용되는 제어 기법입니다. 다음 비디오에서는 PID 제어가 작동하는 원리를 설명하고 제어기의 비례항, 적분항 및 미분항이 폐루프 시스템 응답에 미치는 영향을 살펴봅니다. PID 제어기를 설계 및 구현하는 방법에 대해 알아보려면 비디오 아래에 나와 있는 자료를 참조하십시오.
PID 제어는 다음과 같은 작업을 수반합니다.
- 적절한 PID 알고리즘 선택 (P, PI 또는 PID)
- 제어기 이득 조정
- 플랜트 모델을 대상으로 제어기 시뮬레이션
- 타겟 프로세서에 제어기 구현
이론적으로는 간단하지만, 실제로 PID 제어기를 설계하고 구현하는 작업은 어렵고 시간도 많이 소요될 수 있습니다.
MATLAB 및 애드온 제품을 사용하면 다음과 같은 기능을 통해 이러한 설계 작업의 효율성을 높일 수 있습니다.
- PID 알고리즘(P, PI 또는 PID), 제어기 형식(병렬 또는 표준), 안티와인드업 보호(켜기 또는 끄기) 및 제어기 출력 포화(켜기 또는 끄기)에 맞게 Simulink PID Controller 블록 구성
- 플랜트 모델을 대상으로 제어기 이득을 자동 조정, 대화형 방식으로 설계 미세 조정
- 물리 플랜트를 대상으로 실시간으로 제어기 이득 자동 조정
- 일괄 처리 모드로 여러 제어기 조정
- PID Controller 블록을 플랜트 모델에 연결하여 폐루프 시스템 시뮬레이션 실행
- 마이크로컨트롤러를 타겟팅하기 위한 C 코드 자동 생성
- PLC 또는 PAC를 타겟팅하기 위한 IEC 61131 Structured Text 자동 생성
- 제어기 이득을 자동으로 확장하여 고정소수점 연산 프로세서에 제어기 구현
예제 및 방법
워크플로
모델링
플랜트 모델을 대상으로 PID 조정
모터 제어
전력 변환
로봇공학
화학 공정
기계
실시간 PID 자동 조정
튜토리얼
소프트웨어 참조
모델링
PID 조정
PID 제어 FAQ
PID는 비례, 적분, 미분 제어의 약자로서 산업에서 가장 널리 사용되는 제어 기법입니다.
PID 제어는 비례, 적분, 미분의 세 항을 사용하여 제어기 출력을 조정하고 설정점과 실제 시스템 응답 간의 오차를 최소화합니다.
비례 항은 현재 오차의 크기에 반응하여 즉각적인 보정 동작을 제공하고 설정점과 측정값 간의 차이를 줄입니다.
적분 항은 과거의 오차를 시간에 따라 누적하여 정상 상태 편차를 제거하고 시스템이 설정점에 도달하도록 합니다.
미분 항은 오차 변화율을 측정하여 미래의 오차를 예측함으로써 오버슈트를 줄이고 시스템 안정성을 개선합니다.
PID 제어기는 모터 제어, 전력 변환 시스템, 로보틱스, 화학 공정 등에서 속도, 온도, 유량과 같은 변수를 제어하는 데 널리 사용됩니다.
이론적으로는 단순하지만 알고리즘 선택, 게인 튜닝, 시뮬레이션, 프로세서 구현 등과 같은 작업 때문에 실제 설계 및 구현은 어렵고 시간이 소요될 수 있습니다.
현실 세계의 시스템은 비선형 동작, 외란, 운전 제약, 시간 지연 등과 같은 복잡성을 갖추고 있어 기본 PID 제어기의 성능을 크게 저하시킬 수 있습니다. 이러한 문제는 전통적인 PID 제어가 선형성과 고정된 동작 조건을 가정하기 때문에 발생하며, 실제 시스템에서는 이러한 가정이 거의 성립하지 않습니다.
MATLAB 및 Simulink 제품은 자동 튜닝, 실시간 자동 튜닝, 시뮬레이션, 마이크로컨트롤러 및 PLC용 코드 생성, 여러 제어기의 배치 튜닝을 지원합니다.
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