[전기기사 제어공학 요약 / 전기기사 제어공학 PDF]

전기기사 제어공학 요약노트

전기기사 필기 4번째 과목의 제어공학 요약노트이다.

제어공학의 경우 안정도를 구하는 문제와 천이행렬 특성방정식의 문제가 많이 출제가 된다.

1장 자동제어 시스템

(1) 피드백 제어 시스템 기본구성

- 목표값: 입력값, 설정값

- 기준입력요소: 제어계를 동작시키는 기준

- 동작신호: 기준입력과 주궤환량의 차, 제어요소에 가해지는 신호

- 제어요소: 동작신호를 조작량으로 변환요소

- 검출부: 출력을 검출하는 장치

- 제어량: 출력

(2) 제어시스템의 분류

① 목표값에 의한 분류

- 정치제어

- 추치제어: 추종제어, 프로그램제어, 비율제어

② 제어량에 의한 분류

- 서보기구, 포르세서제어, 자동제어

③ 조절부 동작에 의한 분류

- 비례제어(P): 잔류편차 발생

- 비례적분제어(PI): 잔류편차제거, 시간지연

- 비례미분제어(PD): 속응성향상, 진동억제

- 비례미분적분제어(PID): 속응성향상, 잔류편차제거

2장 라플라스 변환

(1) 라플라스변환 정의 

(2) 라플라스 변환표

(3) 라플라스 기본정리
- 선형정리

- 시간추이정리

- 복소추이정리

- 복소미분정리 

- 실적분정리 

- 초기값정리 

- 최종값정리 

(4) 라플라스 변환풀이 기본방법

- 분모가 인수분해 되면 부분분수 전개

- 분모가 인수분해 안되면 완전제곱형 전개

 

3장 회로의 전달함수

(1) 전달함수 정의 

- 초기값을 0으로 했을 경우 입력에 대한 출력의 라플라스 변환비

(2) 기본적인 전달함수

- 비례요소

- 적분요소 

- 미분요소

- 1차지연요소 

- 2차지연요소 

- 부동작 시간요소

 

4장 블록선도와 신호흐름선도

(1) 전달함수 이득공식

- 블록선도 이득공식 

- 신호흐름선도 이득공식: 메이슨 이득공식 

(2) 연산증폭기: 입력 임피던스 크다. 출력 임피던스 작다.

- 적분기

- 미분기

 

5장 자동제어계의 과도응답

(1) 과도응답명세

- 오버슈트: 과도기간중 응답이 목표값을 넘어가는 양

- 지연시간: 지연시간 응답이 최초로 50%가 되는 시간

- 감쇠비

- 상승시간: 응답 목표값이 10~90% 도달하는 시간

- 응답시간: 응답이 요구하는 오차 이내로 정착되는 시간

(2) 자동제어계의 과도응답

- 특성방정식: 폐루프 전달함수의 분모를 0으로 놓은 식 

- 특성방정식의 근: 우반면(불안정), 좌반명(안정), 허수축(임계)

(3) 2차계의 과도응답

- 특성방정식

- 특성근

  과제동

  임계제동

  부족제동

6장 정상상태 오차와 주파수응답

(1) 정상상태오차 

- 정상위치 편차 

- 정상속도 편차 

- 정상가속도 편차 

(2) 감도 

(3) 주파수응답

- 전달함수 크기

- 전달함수 위상

(4) 보드선도

- 이득

- 위상선도　

- 절점 주파수

주파수 전달함수의 실수부=허수부를 만족하는 w

보드선도에서의 굴곡점

이득이 –3dB에서의 주파수

 

7장 제어계의 안정도

(1) 특성방정식 근의 위치에 따른 안정도

- 우반면(불안정), 좌반명(안정), 허수축(임계)

(2) Routh-Hurwitz 안정도 판별법

- 모든 계수의 부호가 양수, 모든 계수 존재

- Routh 수열의 제1열의 원소부호 같을 것

(3) 나이퀴스트 안정도 판별법

- 나이퀘스트 선도 임계점 (-1,0)

- 이득여유 

- 위상여유

(4) 보드선도 안정도 판별법

- 이득곡선 0dB선과 교차하는 점에서의 위상차가 –180보다 크고, 위상곡선의 위상각이 –180일 경우에 이득값이 음수

- 보드선도 임계점: 0dB, -180

- 단점: 극점과 영점이 우반면에 존재하는 경우 판정 불가능

 

8장 근궤적법

(1) 근궤적 작도법

- 출발점: 극점에서 출발

- 도착점: 영점에서 도착

- 근궤적의 개수 ,

- 실수축에 대칭

- 점근선

   점근선 각도 

   점근선교차점 

9장 상태공간법 및 z변환

(1) 상태방정식

(2) 천이행렬

- 천이행렬 성질

(3) z변환

- 안정도판별: 단위원내부(안정), 단위워외부(불안정)

단위원상(임계)

10장 시퀀스제어

(1) 시퀀스 논리회로

- AND

- OR

- NAND

- NOR

- EOR

(2) 논리변환

- 분배법칙

- 기본법칙

- 드모르간정리

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