전체 글9 Routh–Hurwitz 판별법 (안정성 분석, 파라미터 튜닝, 실무 한계) 제어 시스템 설계에서 안정성 판단은 가장 기본적이면서도 결정적인 작업입니다. 라우스-후르비츠 판별법(Routh–Hurwitz Stability Criterion)은 고차 시스템의 특성방정식 근을 직접 계산하지 않고도 안정성을 대수적으로 판단할 수 있는 고전 제어이론의 핵심 도구입니다. 하지만 이 방법이 제공하는 정보의 범위와 실제 설계 과정에서 체감되는 한계 사이에는 간극이 존재합니다. 본문에서는 Routh–Hurwitz 판별법의 원리와 장점을 살펴보면서, 동시에 실무에서 마주하게 되는 현실적 제약까지 균형 있게 다루겠습니다.안정성 분석의 핵심 도구, 라우스 배열의 원리Routh–Hurwitz판별법은 선형 시불변 시스템(linear time-invariant system)의 안정성을 판단하기 위해 개발된.. 2026. 2. 7. 제어 시스템 분석 - 신호 흐름 선도의 이해 제어 시스템을 분석하는 방법은 여러 가지가 있지만, 그중에서도 signal flow graphs는 변수 간 인과관계를 명확히 드러내는 강력한 도구입니다. 블록 다이어그램이 물리적 구성 요소에 초점을 맞춘다면, 신호 흐름 선도는 시스템 변수들 사이의 수학적 관계를 시각화하는 데 특화되어 있습니다. 이 글에서는 신호 흐름 선도의 핵심 개념과 Mason의 이득 공식의 활용법을 살펴보고, 실제 공학 현장에서의 적용 가능성과 한계를 함께 검토해보겠습니다.변수 중심 표현의 개념적 차별성signal flow graphs의 가장 큰 특징은 시스템을 변수 중심으로 표현한다는 점입니다. 블록 다이어그램이 subsystems과 transfer function으로 구성된 기능적 단위를 연결하는 방식이라면, 신호 흐름 선도는 .. 2026. 2. 7. 피드백 제어 시스템의 핵심 구성요소 (센서와 측정, 컨트롤러 설계, 액추에이터 한계) 피드백 제어 시스템은 블록 다이어그램과 수식으로 표현될 때 복잡해 보이지만, 실제로는 소수의 필수 구성요소들로 이루어져 있습니다. 각 구성요소는 고유한 역할을 가지며, 전체 시스템 성능은 개별 부품의 품질뿐 아니라 이들이 얼마나 효과적으로 상호작용하는가에 달려 있습니다. 제어 시스템을 분석하고 설계하며 문제를 해결하기 위해서는, 이러한 구성요소들을 명확히 이해하는 것이 무엇보다 중요합니다.센서와 측정: 피드백의 시작점피드백 제어 시스템에서 센서는 실제 시스템 출력에 대한 정보를 제공하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 센서는 운동, 온도, 전압, 유량과 같은 물리량을 컨트롤러가 처리할 수 있는 측정 가능한 신호로 변환합니다. 여기서 말하는 컨트롤러는 하드웨어가 아닌 제어 시스템의 블록을 의미하며, 실제 하드.. 2026. 2. 6. 피드백 시스템의 블록 다이어그램 제어공학에서 블록 다이어그램(Block Diagram)은 피드백 시스템의 신호 흐름과 구성요소 간 상호작용을 시각화하는 가장 보편적인 도구입니다. 복잡한 물리적 프로세스를 기능적 블록으로 추상화함으로써, 엔지니어들은 시스템의 동작을 효과적으로 분석하고 소통할 수 있습니다. 하지만 이러한 시각적 단순화는 양날의 검이기도 합니다. 블록 다이어그램이 제공하는 명료함은 때로 중요한 내부 역학을 가릴 수 있으며, 이는 실제 구현 단계에서 예상치 못한 문제로 이어질 수 있습니다.블록 다이어그램이 신호흐름을 표현하는 방식과 교육적 가치블록 다이어그램은 몇 가지 기본 그래픽 요소로 구성됩니다. 블록(Block)은 전달함수(Transfer Function)와 같은 시스템 구성요소나 수학적 연산을 나타내며, 화살표는 신호.. 2026. 2. 5. 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. 이전 1 2 다음
