전체 글5 동적 시스템과 피드백 (오류 교정, 외란 제거, 모델링 한계) 제어 공학에서 피드백은 단순히 유용한 기능이 아니라, 시스템이 현실 세계에서 제대로 작동할 수 있는지를 결정짓는 핵심 요소입니다. 동적 시스템(dynamic systems)은 시간에 따라 행동이 변화하고 불확실성을 피할 수 없는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 환경에서 피드백은 시스템이 스스로를 적응시키고, 교정하며, 안정화할 수 있는 메커니즘을 제공합니다. 예측만으로는 결코 대응할 수 없는 현실의 복잡성 앞에서, 피드백은 이론과 실제를 연결하는 유일한 다리와도 같습니다.오류 교정: 예측에서 교정으로의 전환동적 시스템에서 피드백의 가장 직접적인 역할은 오류 교정(error correction)입니다. 여기서 말하는 오류란 결함이나 실수가 아니라, 원하는 출력과 실제 출력 사이의 차이를 의미합니다. 피드백.. 2026. 2. 5. 제어 시스템의 두 철학 (Open-Loop, Closed-Loop, Feedback) 제어공학의 세계는 크게 두 가지 접근 방식으로 나뉩니다. 시스템이 자신의 상태를 인식하고 조정하느냐, 아니면 미리 정해진 명령만 수행하느냐의 차이입니다. 이는 단순한 기술적 분류를 넘어, 불확실성에 대응하는 두 가지 철학적 태도를 보여줍니다. 본 글에서는 Open-Loop Control Systems와 Closed-Loop Control Systems의 본질적 차이를 살펴보고, 실제 산업 현장에서 이 두 방식이 어떻게 활용되는지 비판적으로 검토합니다.Open-Loop Control의 원리와 한계Open-Loop Control Systems는 피드백 없이 작동하는 제어 방식입니다. 컨트롤러는 입력 신호나 사전 정의된 스케줄에만 의존하여 명령을 내리며, 시스템이 예상대로 반응할 것이라고 가정합니다. 가장 친.. 2026. 2. 4. Nyquist 안정 판별법 (개루프 분석, 임계점 포위, 강건성 평가) 제어공학에서 시스템의 안정성을 판단하는 일은 설계의 성패를 좌우하는 핵심 과제입니다. 특히 고차 시스템이나 시간 지연이 포함된 복잡한 피드백 구조에서는 전통적인 극점 분석만으로는 한계에 부딪히게 됩니다. 나이퀴스트 안정 판별법(Nyquist Stability Criterion)은 이러한 문제를 주파수 영역에서 해결하는 강력한 도구로, 개루프 주파수 응답만으로 폐루프 시스템의 안정성을 판단할 수 있게 합니다. 이 글에서는 나이퀴스트 방법의 본질적 원리와 실무적 가치를 깊이 있게 살펴보겠습니다.개루프 분석으로 폐루프 안정성을 예측하는 원리나이퀴스트 안정 판별법이 등장한 배경에는 명확한 실무적 필요성이 있습니다. 피드백 제어 시스템이 복잡해질수록 폐루프 극점을 직접 계산하는 것은 점점 더 어려워집니다. 특히 .. 2026. 2. 4. 보드선도의 실무 활용 (주파수 응답, 안정도 여유, 제어기 설계) 피드백 제어 시스템을 설계할 때 가장 실용적이고 직관적인 도구 중 하나가 바로 보드선도입니다. 시간 응답만으로는 파악하기 어려운 시스템의 주파수별 특성을 한눈에 보여주며, 안정도와 성능을 동시에 평가할 수 있게 해줍니다. 특히 magnitude plot과 phase plot을 분리하여 logarithmic scale로 표현함으로써 넓은 주파수 범위에서의 복잡한 동적 거동을 명확하게 해석할 수 있습니다. 이 글에서는 보드선도가 실제 제어 설계 현장에서 어떻게 활용되는지, 그리고 왜 이론을 넘어 실무 도구로서 중요한지 살펴보겠습니다.주파수 응답으로 본 시스템의 본질보드선도의 가장 핵심적인 목적은 시스템의 gain과 phase가 주파수에 따라 어떻게 변화하는지 시각화하는 것입니다. 이러한 frequency r.. 2026. 2. 4. 피드백 제어 시스템 (동작 원리, 설계 한계, 실무 적용) 제어공학에서 피드백 제어 시스템은 동적 시스템의 거동을 스스로 조절할 수 있게 만드는 핵심 메커니즘입니다. 고정된 명령이나 가정에 의존하는 대신, 출력을 지속적으로 모니터링하고 입력을 조정함으로써 변화와 불확실성에 지능적으로 대응합니다. 이론적으로는 단순해 보이지만, 실제 구현 과정에서는 시스템 역학에 대한 깊은 이해와 신중한 설계 선택이 필요합니다.피드백 제어의 동작 원리와 개방 루프의 한계피드백 제어 시스템은 closed-loop 구조를 기반으로 정보가 순환하는 방식으로 작동합니다. 이 구조는 여러 핵심 구성 요소로 이루어져 있습니다. 먼저 reference input 또는 setpoint는 목표 온도, 속도, 위치, 압력 등 시스템이 달성해야 할 원하는 출력값을 정의합니다. 센서는 실제 출력을 측정.. 2026. 2. 4. 이전 1 다음
