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1[화공기사 필기] 21년 3회차
현장에서 PI제어기를 시행착오를 통하여 결정하는 방법이 아래와 같다. 이 방법을 G(s)= 1/(s+1)3 인 공정에 적용하여 1단계 수행 결과 제어기 이득이 4일 때, 페루프가 불안정해지기 시작하는 적분상수는?
문제 이미지
1
0.17
2
0.56
3
2
4
2.4
해설

PI제어기 C(s)=Kc(1+1/(Tis))C(s)=K_c(1+1/(T_i s))G(s)=1/(s+1)3G(s)=1/(s+1)^3의 개루프전달함수로 폐루프 특성방정식을 구성하면 s(s+1)3+Kc(Tis+1)=0s(s+1)^3 + K_c(T_i s+1)=0이 되며, 여기서 적분상수만 최소화하며 안정한계(허수축 통과)를 구하는 문제이다. Kc=4K_c=4를 대입하고 s=jωs=j\omega를 특성방정식에 대입해 실수부·허수부를 각각 0으로 만드는 조건을 풀면, 허수부 조건에서 임계 진동주파수가 결정되고 실수부 조건에서 이때의 TiT_i값이 결정된다. 이 계산을 수행하면 Ti0.56T_i \approx 0.56에서 폐루프가 불안정해지기 시작하며, 이는 2번(0.56)과 일치한다.

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