제어기

제어기는 자동 제어 시스템에서 목표로 하는 제어 성능을 얻기 위해 조작량을 결정하는 장치 또는 시스템이다. 제어기는 시스템의 출력값과 목표값(설정값)을 비교하여 오차를 계산하고, 이 오차를 바탕으로 적절한 조작 신호를 생성하여 제어 대상에 전달한다. 이러한 과정을 통해 제어기는 시스템의 출력이 원하는 목표값에 최대한 가깝게 유지되도록 한다.

제어기의 종류는 다양하며, 적용되는 제어 이론과 시스템의 특성에 따라 선택된다. 주요 제어기 종류는 다음과 같다.

• PID 제어기: 가장 널리 사용되는 제어기로, 비례(Proportional), 적분(Integral), 미분(Derivative) 요소로 구성된다. 각 요소는 오차의 크기, 누적된 오차, 오차의 변화율에 비례하여 조작량을 조절한다.
• 퍼지 제어기: 인간의 언어적 표현을 기반으로 한 제어기로, 퍼지 논리를 이용하여 불확실하거나 복잡한 시스템을 제어하는 데 유용하다.
• 모델 예측 제어기 (MPC): 시스템의 모델을 기반으로 미래의 출력을 예측하고, 이를 바탕으로 최적의 제어 입력을 결정하는 제어기이다.
• 적응 제어기: 시스템의 특성이 시간에 따라 변하는 경우, 제어기의 파라미터를 자동으로 조정하여 제어 성능을 유지하는 제어기이다.

제어기는 산업 자동화, 로봇 공학, 항공 우주, 자동차, 의료 등 다양한 분야에서 사용된다. 정확하고 효율적인 제어는 시스템의 성능 향상, 에너지 절약, 안전성 확보에 기여한다.