자동제어 기초

Auto Control Basics

자동제어는 목표와 실측 차이를 오차로 잡아 출력을 목표에 붙이는 과정이에요. 피드백 폐루프는 전방 전달함수와 루프이득으로 수렴 정도를 정해요. 블록선도 직렬·병렬 결합과 단위피드백 식이 시험 골격이에요. G값 슬라이더로 피드백 출력이 목표에 어떻게 가까워지는지 살펴봐요.

제어란 무엇인가

💡 자동제어의 핵심

①에어컨 예시: 설정온도(목표) → 센서(측정) → 차이(오차) → 냉방(제어)

②이 과정이 반복되면 "자동제어"

③사람이 직접 개입 = 수동제어, 기계가 알아서 = 자동제어

제어의 분류

자동제어 체계

피드백 제어의 구조

전방이득 G5

🔑 블록선도 읽는 법

①R(s) = 목표값(설정), C(s) = 실제 출력

②E(s) = R(s) − C(s) = 오차 신호

③G(s)가 오차를 증폭 → 출력을 목표에 가깝게

④H(s) = 피드백 경로 (보통 센서)

⑤G가 커질수록 출력이 목표에 수렴

전달함수와 블록선도 공식

폐루프 전달함수

T(s) = G(s)1 + G(s)H(s)

G(s): 전방 전달함수, H(s): 피드백 전달함수

직렬연결

G = G₁ × G₂

직렬 블록은 곱셈

병렬연결

G = G₁ + G₂

병렬 블록은 덧셈

💡 공식 기억법

①폐루프 = "전방/(1+루프)" → 분모에 루프이득

②직렬 = 곱 (직렬저항과 반대!), 병렬 = 합

③H(s)=1이면 단위피드백: T = G/(1+G)

제어 요소와 소방 적용

Chart 제어 요소

Chart피드백 제어 3요소

요소	역할	소방 예시
검출부(센서)	출력을 측정	연기감지기·열감지기
조절부(제어기)	오차를 계산·판단	수신기(FACP)
조작부(액추에이터)	실제 동작 수행	솔레노이드밸브·경보벨

Rul 소방설비 제어 예시

List연동 제어

자동화재탐지설비

전형적 폐루프 구조

감지기→수신기→경보

스프링클러

열 검출 → 기계적 동작

감지→밸브개방→방수

제연설비

센서+조절+조작 완전 자동

연기감지→댐퍼·팬 동작

총정리

폐루프 전달함수

T = G1 + GH

자동제어의 가장 기본 공식: 분모가 (1+루프이득)

🎯 시험 포인트

①개루프 = 피드백 없음, 폐루프 = 피드백 있음

②폐루프 전달함수 = G/(1+GH): 반드시 암기

③직렬 = 곱, 병렬 = 합, 피드백 = 분모에 루프이득

④제어 3요소: 검출부(센서)·조절부(제어기)·조작부(액추에이터)

⑤소방 FACP = 조절부, 감지기 = 검출부, 밸브/벨 = 조작부