PID 제어 게인에 대한 이해

PID 제어기의 게인을 맞추는 것은 조금 까다롭다. 하지만, PID 게인에 대한 대략적인 특성을 이해하면 게인 설정에 도움이 된다.

 

I 게인은 적분기의 게인으로 적분기는 LPF 특성을 가진다. 그래서, I 게인을 증가시키면 응답 속도는 줄어들지만 노이즈를 필터링하는 효과가 있다. 높은 주파수의 진동이 발생한다면 I 게인을 증가 시키면 된다.

 

D 게인은 미분기의 게인으로 미분기는 HPF 특성을 가진다. 그래서, D 게인을 증가시면 응답 속도는 증가하지만 노이즈에 민감해 진다. 진동이 발생한다면 D 게인을 줄여야 한다.

 

P 게인이 높으면 응답 속도는 높아지지만 진동이 심해진다.

 

출력이 레퍼런스 값에 도달하지 못한다면 I 게인을 높여야 한다.

 

큰 주기의 진동이 발생한다면 P 게인이 너무 낮고 I 게인이 너무 높은 것이다.

 

D 제어기는 HPF로 노이즈에 취약하기 때문에 일반적으로 PID 제어기는 잘 사용하지 않고 PI 제어기를 많이 사용한다.

 

PI 제어기에서 I 게인을 0으로 한 상태에서 P 게인을 조금씩 올리고 그 후 I 게인을 올리면서 최적 게인을 찾는다.

 

☞ Zeigler-Nichols 방법을 사용한 PID 게인 설정 방법