PID 제어

요약 모터를 자동으로 제어하는 방식으로, 비례 동작, 적분 동작, 미분 동작을 적절히 조합하여 제어하는 것을 말한다.

1936년 칼렌더(Callender)에 의해서 개발된 방법으로, 모터를 제어하거나 공기량을 조절하는 등의 산업 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 제어 방법이다. 고전적인 제어 방법임에도 불구하고 많이 사용되고 있는데, 다른 제어 방법에 비해 설계가 쉬우며, 광범위한 운용 조건에도 안정적인 결과를 가져오기 때문이다. 사용자가 설정해 놓은 온도로 유지시켜 주는 냉난방 기계 등이 이에 해당한다.

PID제어는 비례 동작(Proportional Action), 적분 동작(Integral Action), 미분 동작(Derivative Action) 등 3가지 동작을 적절히 사용하게 되는데, 비례 동작은 기준 입력과 출력 결과의 오차에 비례해서 제어하는 방법이며, 이러한 P제어로 유연하게 목표값에 접근시킬 수 있다. 그리고 이때 미세한 오차를 없애기 위해 적분 동작이 쓰인다. 적분 동작은 미세한 오차들을 누적하다가 일정한 값을 넘어서게 되면 제어를 시작하게 된다. 이렇게 비례 동작과 적분 동작의 조합으로 이루어진 제어를 PI제어라 한다. 그러나 PI제어는 응답 속도에 대한 것을 제어할 수 없다. 이때 쓰이는 방법이 오차 시간을 미분한 값에 비례하여 이루어지는 미분 동작이며, 이 D제어를 통해서 시스템의 안정성을 높이고 응답 속도를 빠르게 할 수 있다.