(제어) 루프 제어에 대하여...
서보 모터에 대해 배우다 보면 루프 제어 방식을 이용한다는 것을 확인할 수 있습니다.
또, 어떻게 서보 모터는 변하는 속도, 부하에 맞춰 빠른 속도로 정교한 제어가 가능한지 의문이 들었습니다.
이에 대한 해답은 바로 루프 제어입니다.
루프 제어란? 피드백 제어로 지령 값과 현재 값의 오차를 최대한 작게 만들기 위해 보정값이 반영된 제어 시스템입니다.
이렇게 들으면 상당히 어려운 개념으로 보이지만 간단히 얘기하자면 내가 출발 지점에서 목표 지점까지 이동을 하고자 한다 가정합니다.
이때 정확히 목표 지점에 도착을 하면 바로 목적을 이루지만
아래와 같이 목표 지점을 지나가면 너무 멀리 왔음을 인지하게 됩니다.
사람의 경우 본인의 위치가 어딘지를 인지할 수 있지만 기계의 경우 본인의 위치를 인지하기 위해서는 모터가 얼마나 이동했는지 기록을 해야 본인의 위치를 알 수 있고, 그에 맞춰 다시 위치 값을 보정해야 합니다.
이때 모터의 위치가 어디인지 확인 가능한 방법은 바로 엔코더를 통해 모터의 회전수를 측정하는 방법이며,
측정된 자신의 위치를 다시 제어부로 전달해 새로운 지령 값( 현재 위치가 반영된 보정값)을 전달받는 제어 방식이 피드백 제어 즉, 원처럼 순환되는 구조이기에 루프 제어로 불립니다.
그렇다면 제어 방식은 큰 틀에서 다음과 같습니다.
ex) 서보모터
ex) 리니어 모터
여기에서 세미 클로즈드 루프와 풀 클로즈드 루프의 차이로는 모터 자체의 엔코더로 오차값을 측정하는 방식이거나, 전체 시스템 즉, 외부 측정 장치를 통해 모터에서 일어날 수 있는 슬립 와 같은 외부 변수들을 포함해 보정하는 방식으로 볼 수 있습니다.
다음과 같은 방식 외에도 다양한 제어 방식들이 존재하며 예시로 작성한 모터들 또한 대표적 예시로 예외도 존재합니다!
다음 글에서는 루프 제어의 대표적인 PID 제어 방식에 대해 소개하도록 하겠습니다.
감사합니다!
