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1. 서 론
1.1. 자동제어의 기초
자동제어의 기초는 역사적으로 오래전부터 시작되어왔다. 1763년 와트(Watt, James)의 증기 기관 발명을 기점으로 자동화 기술이 발전해왔으며, 현재는 우리 생활 주변에까지 널리 적용되고 있다. 제어(control)란 어떤 주어진 동작을 하도록 만들어진 물리계에 그 동작이 바라는 바와 같이 되도록 하기 위하여 물리계에 필요한 조작을 가하는 것으로, 수동 제어와 자동제어로 구분된다. 수동 제어는 인간이 제어 대상의 운전 상태나 제품의 품질을 감시하여 목표값과의 차이를 수정하는 경우이고, 자동 제어는 기계 또는 기구 자체가 제어 대상의 운전 상태나 제품의 품질을 판단하여 자동으로 제어하는 경우이다. 제어량이란 전압, 전류, 온도 등 제어하려는 물리량을 의미하며, 제어 명령에는 정성적 제어와 정량적 제어가 있다. 정성적 제어는 On/Off의 두 상태만으로 제어하는 것이고, 정량적 제어는 물리량의 크기를 연속적으로 제어하는 것이다. 제어 신호에는 디지털 신호와 아날로그 신호가 있다.
1.2. 자동제어의 종류
제어(control)는 수동 제어와 자동제어로 구분된다. 수동 제어는 제어 공정의 운전 상태나 제품의 품질이 인간에 의해 감시되어 목표값의 차이를 인식하고 이를 수정하기 위한 조작이 인간의 손에 의해 행해지는 경우이다. 반면 자동 제어는 제어 공정의 운전 상태나 제품의 품질이 인간이 아닌 기계 또는 기구 자체에 의해 행해지는 경우이다.
자동제어에는 시퀀스 제어와 되먹임 제어가 있다. 시퀀스 제어는 제어 명령이 스위치를 열거나 닫는 두 동작 가운데 한 동작으로 행해지는 정성적 제어로, 정해진 순서에 따라 각 단계를 순차적으로 행하는 불연속적 공정 제어이다. 예를 들어 엘리베이터 제어가 시퀀스 제어에 해당된다.
되먹임 제어는 출력 신호를 입력 쪽으로 되돌려보내는 제어 방식으로, 목표값에 따라 자동적으로 제어하는 정량적 제어이다. 되먹임 제어는 출력과 기준 입력 사이의 오차를 줄일 목적으로 사용되며, 외부 조건의 변화에 대한 영향을 줄이고 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
따라서 자동제어에는 정해진...