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노트 / 제어공학

시간 응답: 오버슈트, 정착 시간, 정상상태 오차

계단 입력을 줬을 때의 응답 모양으로 제어 성능을 말합니다. 사양서에 적히는 숫자들의 의미.

GROUND EMBEDDED · 정리 노트제어공학 05시간 응답지표의미상승 시간최종값의 10%에서 90%까지오버슈트최종값을 넘어선 최대 비율 (%)

지표

목표P 게인 과다: 출렁임적절: 빠르고 안정게인 부족: 느림시간
스텝 응답에서 읽는 값들. 게인에 따라 오버슈트와 정착 시간이 달라집니다.
지표 의미
상승 시간 최종값의 10%에서 90%까지
오버슈트 최종값을 넘어선 최대 비율 (%)
정착 시간 최종값의 ±2% (또는 5%) 안에 머물기 시작하는 시간
정상상태 오차 충분히 시간이 지난 뒤 남은 오차

2차 시스템과의 관계

  • 감쇠비 ζ가 작을수록 오버슈트가 큼 (ζ = 0.7이면 약 5%)
  • 고유 주파수 ωn이 클수록 빠름

"오버슈트 5% 이하, 정착 시간 200ms 이하" 같은 사양이 있으면 ζ와 ωn의 목표가 정해지고, 그에 맞게 게인을 정합니다.

3D 실험실여기까지 읽은 내용을 직접 돌려 볼 수 있습니다→

정상상태 오차

P 제어만 쓰면 부하가 걸린 모터는 목표 속도보다 조금 낮은 곳에서 멈춥니다. 오차가 있어야 출력이 나오기 때문입니다. 적분(I) 항이 오차를 누적해 이 차이를 없앱니다.

측정

실제 보드에서는 목표를 계단으로 바꾸고 출력을 로그로 남겨(텔레메트리) 그래프를 그립니다. 시뮬레이션 응답과 겹쳐 보면 모델과 실제의 차이가 보입니다.

3D 실험실에서 직접 돌려 보기값을 바꾸며 이 노트의 원리를 확인합니다→영상으로 이어 보기모터 시리즈 10편세상을 움직이는 힘 = DC모터, 이 영상 하나로 정리해드립니다.PROJECT COURSEPID를 실제 로봇에서 튜닝해 보고 싶다면밸런싱 로봇 하나를 요구사항, 회로와 PCB, 펌웨어, 앱까지 실무 순서대로 만드는 강의입니다. 10파트 165강.강의 살펴보기 →FREE PDF무료 전자책 3권 받기이 주제를 한 권으로 이어서 읽고 싶다면. BLDC 모터 제어, 직렬통신, 센서를 책 분량으로 묶었습니다. 이메일만 남기면 바로 받습니다.무료로 받기 →