모터가 달라져도 제어기가 버틸까?
공칭 성능은 모델 하나를 말합니다. 강인성은 타당한 모델들의 범위에서도 무엇이 유지되는지 묻습니다.
명시한 파라미터 변화에서 제어기를 시험하고 한 번의 성공과 일반적인 보장을 구분합니다.
민감도에서는 신호 경로 사이의 절충을 살폈습니다. 강인성에서는 실제 대상이 설계 모델과 얼마나 달라도 되는지 묻습니다.
앞 강의 다시 보기: 목표 추종·외란·민감도먼저 그려 보기
오늘 만든 모터의 관성이나 마찰은 설계에 쓴 값과 다를 수 있습니다. 좋은 제어기는 공칭 숫자가 정확해야만 작동해서는 곤란합니다. 하지만 '두 모터에서 됐다'와 '가능한 모든 모터에서 된다'는 다른 주장입니다.
개념을 하나씩 연결하기
공칭 모델은 설계에 사용한 기준 모델입니다. 강인성은 그 모델과 명시한 차이가 있어도 정한 요구사항을 만족하는 성질입니다. 먼저 불확실한 양과 범위를 적으세요. 제어기는 고정하고 대상 파라미터를 바꾸어 응답 속도·최종 오차·실제 입력을 비교합니다. 그다음 변화들을 함께 적용합니다. 유한한 시험들의 성공은 제한된 주장을 뒷받침하며 모든 가능한 대상에서의 성능을 증명하지는 않습니다.
수식 읽는 법
대상이 달라진 결과를 평가할 때는 이 식에 실제 대상 모델을 넣습니다. 한 모델로 설계한 제어기가 다른 대상에서도 같은 극점·최종 오차를 보장하지는 않습니다.
기호의 뜻
- 시험하는 대상 모델, 공칭 또는 변경된 모델
- 이 예에서 고정한 제어기 이득
- 그 결과의 폐루프 전달함수
대상 변화를 비교하는 동안 같은 제어기를 유지하세요. 매번 다시 조정하면 다른 질문에 답하는 것입니다. 공칭 이득·위상여유는 유용한 단서이지만 구동기 제한과 여러 파라미터 오차는 여전히 확인해야 합니다.
곡선은 가능한 차이의 개념도이며 특정 Lab 프리셋의 수치 결과가 아닙니다. 강인성 시험에서는 제어기를 고정하세요.
제어기는 고정하고 대상 이득 바꾸기
전달함수가 ‘1 나누기 s+1’인 정규화 대상에 이득 2를 사용합니다.
이득 2는 유지하고 대상 이득만 절반으로 줄입니다. 기존 극점을 그대로 쓰지 말고 루프를 다시 계산합니다.
두 예는 모두 안정하지만 단위 계단의 최종 출력은 2/3에서 1/2로 바뀝니다. 이번 변화에서 안정성은 유지됐지만 추종 성능은 나빠졌습니다. 모든 지연·파라미터 오차를 견딘다는 증명은 아닙니다.
더 자세한 설명과 모델의 가정
한 변수씩, 그다음 결합 시험
Lab의 모델 불일치 실험은 공칭 주파수 모델은 고정한 채 실제 모터 관성을 바꿉니다. 보드 곡선은 그대로인데 시간 응답은 바뀔 수 있음을 보여주려는 설정입니다. 마찰을 따로 바꾼 뒤 둘을 함께 바꾸세요. 시험한 값과 처음 실패한 성능 조건을 정확히 기록합니다.
파라미터를 바꿀 때마다 재조정하면 하나의 고정 설계가 얼마나 버티는지 아닌, 다시 조정한 제어기들의 모음을 시험하는 셈입니다. 강인성을 묻는 동안에는 제어기를 고정하세요.
예제를 실험과 연결하기
공칭 관성 1배 결과를 고정하고 게인을 유지한 채 실제 관성 2배와 비교한 뒤 마찰을 바꿔 보세요. 두 조건 모두 작성한 정착·전압 사양을 만족하는지 확인하세요.
모터 설계 하나를 변화에 시험조작하기 전에 먼저 예측해 보세요.
- 예측관성이나 마찰이 바뀌면 어떤 요구조건이 먼저 깨질까요?
- 한 가지 변경게인을 고정하고 관성 1배·2배, 그다음 마찰을 따로 비교하세요.
- 관찰응답·실제 전압·포화나 중단을 기록하세요.
- 설명실제로 시험한 파라미터 범위 안에서만 결론을 내리세요.
유한한 파라미터 시험 통과는 시험한 조건에 대한 근거이지 시험하지 않은 값·외란·제조 편차 전체에 대한 정리가 아닙니다.
이해 확인+
실제 관성이 두 배가 되어도 공칭 보드 선도가 그대로라면 실제 모터도 똑같이 반응하나요?
아닙니다. 패널은 고정된 설계 모델을 분석하고 비선형 시간 실행은 바뀐 대상 파라미터를 사용합니다.다음 강의로 이어가기
피드백 이득을 바꾸면 추종과 외란 응답이 함께 변합니다. 목표값 경로를 분리하면 공칭 루프 극점을 유지하면서 목표 응답을 조정할 수 있습니다.