게시판 > 질답게시판 > 피드 포워드 피드백 제어에 관해서

스테파노 Stefano

08-05-31 00:16

(1) Feedback만을 사용할 때보다 Feedforward를 함께 사용하면 외란요소를 미리 감안하여 출력을 발하기 때문에 Feedback만으로 안정화되는 시간이 길어지는 것을 단축할 수 있습니다.

예를 들어 흘러들어오는 물을 스팀으로 덥혀서 내보내는 탱크에서 단순히 덥혀진 물의 온도를 맞추기 위해 스팀밸브를 제어하는 Feedback Control Loop에서 갑자기 유출되는 물의 유량이 늘거나 유입되는 물의 온도가 낮아질때 설정온도에 도달할 때까지 안정화시간이 늦어지게 되는데 물의 유량이나 물의 온도 혹은 이들의 곱을 또다른 입력변수로 해서 Feedforwward 제어계를 구성하면 제어상태가 좋아지게 됩니다.

(2)그러나 Feedforward Control은 PID 개념과 다르기 때문에 반드시 Feedback Loop와 결합되어 있어야 하고 System의 모델이 정확히 계산가능해야 합니다. 제어변수와 조작변수간에 공진현상이 나타나지 않도록 Feedforward가 되어야 하며 Feedback이 연결되어 있기 때문에 조작기 출력속도보다 교란이 빠르게 변화되면 조작기가 따라갈 수 없기 때문에 시스템이 안정화 될 수 없습니다. 이는 Cascade Control에서 Mater보다 Slave의 동작이 느려서는 안되는 것과 같습니다.

두번째 질문에서 "과도"하게 한다는 의미가 동작속도가 빠르다는 의미라면 출력값이 불안정하거나 시스템에 따라서는 공진현상이 올수도 있다는 것이 되겠지요. 따라서 씨스템이 정확히 이해된 계에 Feedforward와 Feedback을 조합해서 적용해야 하고 대부분의 경우에는 Cascade 방식을 이용하고 PID의 Parameter를 조절해서 만족할 만한 제어성능을 얻을 수 있습니다. 대체로 시스템을 정확히 해석하기가 어려운 경우가 많기 때문에 제어기스스로 시스템의 특성을 자동학습하도록 하여 조절토록하는 Self-Tuned Parameter Adjustment기능을 사용하는 편에 비하여 Feedforward(와 Feedback)의 조합이 별로 유리해 보이지 않습니다.

(1) Feedback만을 사용할 때보다 Feedforward를 함께 사용하면 외란요소를 미리 감안하여 출력을 발하기 때문에 Feedback만으로 안정화되는 시간이 길어지는 것을 단축할 수 있습니다.

예를 들어 흘러들어오는 물을 스팀으로 덥혀서 내보내는 탱크에서 단순히 덥혀진 물의 온도를 맞추기 위해 스팀밸브를 제어하는 Feedback Control Loop에서 갑자기 유출되는 물의 유량이 늘거나 유입되는 물의 온도가 낮아질때 설정온도에 도달할 때까지 안정화시간이 늦어지게 되는데 물의 유량이나 물의 온도 혹은 이들의 곱을 또다른 입력변수로 해서 Feedforwward 제어계를 구성하면 제어상태가 좋아지게 됩니다.

(2)그러나 Feedforward Control은 PID 개념과 다르기 때문에 반드시 Feedback Loop와 결합되어 있어야 하고 System의 모델이 정확히 계산가능해야 합니다.  제어변수와 조작변수간에 공진현상이 나타나지 않도록 Feedforward가 되어야 하며 Feedback이 연결되어 있기 때문에 조작기 출력속도보다 교란이 빠르게 변화되면 조작기가 따라갈 수 없기 때문에 시스템이 안정화 될 수 없습니다.  이는 Cascade Control에서 Mater보다 Slave의 동작이 느려서는 안되는 것과 같습니다.

두번째 질문에서 "과도"하게 한다는 의미가 동작속도가 빠르다는 의미라면 출력값이 불안정하거나 시스템에 따라서는 공진현상이 올수도 있다는 것이 되겠지요.  따라서 씨스템이 정확히 이해된 계에 Feedforward와 Feedback을 조합해서 적용해야 하고 대부분의 경우에는 Cascade 방식을 이용하고 PID의 Parameter를 조절해서 만족할 만한 제어성능을 얻을 수 있습니다.   대체로 시스템을 정확히 해석하기가 어려운 경우가 많기 때문에 제어기스스로 시스템의 특성을 자동학습하도록 하여 조절토록하는 Self-Tuned Parameter Adjustment기능을 사용하는 편에 비하여 Feedforward(와 Feedback)의 조합이 별로 유리해 보이지 않습니다.