자동제어에서 동작신호의 미분값을 계산하여 이것과 동작신호를 합한 조작량… | [에너지관리기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

동작신호(편차)에 비례하는 양과 그 미분값(변화 속도)에 비례하는 양을 더해 조작량을 내보내는 제어동작은 비례미분(PD) 동작이다. 식으로는 $y = K_p\left(e + T_d \dfrac{de}{dt}\right)$ 로 쓴다.
그림의 조작량 파형이 이를 그대로 보여 준다. 편차가 일정한 속도로 커지는 구간에서는 비례항 때문에 조작량이 직선으로 상승하고, 여기에 변화 속도에 비례하는 미분항이 일정한 크기만큼 얹혀 처음부터 한 단 올라간 상태로 출발한다. 편차의 변화가 멈추는 순간 미분항이 0이 되므로 조작량은 계단 모양으로 뚝 떨어진 뒤 비례항 몫만 남아 수평을 유지한다.
미분 동작만 있다면 편차가 일정해진 뒤 조작량이 0으로 돌아가 수평 잔류구간이 생기지 않고, 비례 동작만 있다면 미분항이 만드는 계단형 상승·하강이 나타나지 않는다. 또 적분항이 없으므로 편차를 완전히 없애지 못해 잔류편차(오프셋)는 남는다.