[AngelFounder의 항공과 공학] (7) Autopilot의 기본 원리 - 2편

안녕하세요. AngelFounder 입니다.

오늘은 저번 [AngelFounder의 항공과 공학] (5) Autopilot의 기본 원리 - 1편(http://aviation-team.tistory.com/171) 에 이어 2편을 시작하겠습니다.

저번에 한것은 기본적인 이론으로 아래 그림

을 기본으로 하여 Autopilot의 기본 이론인 Negative Feedback Loop를 알아보셨습니다.

기억하고 계시죠?!

자 그러면 오늘은 어디를 중심으로 볼것이냐, 바로 B부분인 Controller 부분을 중심으로 알아볼것입니다.

저번에 말씀드렸듯 C,D,E는 모두 시중에 판매하는 것을 기본적으로 사서 끼우는것을 전제로 하며

현재 다루고있는 Automatic Control에는 큰 관련이 없으므로, Automatic Control에 영향을 주는 B의 설계에 대한 내용을 해 볼 것입니다.

자 우선 우리가 보고자 하는 Controller는 크게 3가지의 이론을 조합하여 설계합니다.

바로 P,I,D

자 그럼 도대체 PID가 뭐냐, 아래와 같습니다.

이 3가지는 연산자이므로 어떤 일정한 값을 가지고 있습니다. 이 3가지를 적절히 조합하여 사용해줍니다.

하지만, 위에서 보면 P의 경우는 원하는값까지 도달을 하게 해주는 역할을 하므로 P는 반드시 포함되어야 겠죠?

따라서 Controller의 경우 P,PI,PD,PID 총 4가지의 경우의 수를 가지고 설계하게 되며 일반적으로 PID를 많이 사용합니다.

그리고 이 Controller의 수학적 공식은 아래와 같습니다.

즉 위에서 본 P,I,D는 각각 Kp, Ki, Kd에 어떤 값으로 들어갑니다.

여기서 s는 시간(second)이고 E(s)는 입력값, P(s)는 출력값이라고 생각하시면 됩니다.

쉽게 말해 여러분들께서 잘 아시는 함수를 생각하시면 됩니다.

P(s)는 출력값인 y이고, E(s)는 x에 대한 함수이며 S는 x값이라고 생각하시면 됩니다. 

즉 위의것을 편하고 간단하게 써본다면

가 되는것입니다.

f(x)에는 x에 대한 함수가 들어가겠죠, 예를들면 x라던가, x제곱, x세제곱...등등

그러면 그 값은 도대체 어떻게 정해야 좋은가?

그 값을 정하고 위의 Negative Feedback Loop를 어떻게 잘 짜는가 그것이 바로 기술력입니다.

어떤 값을 넣어도 관계없지만, 넣는 값에 따라 나오는 결과에 엄청난 오차가 발생할 수 있고, 심지어는 전체 시스템을 박살내기도 합니다. 

정말 그 값을 넣는것이 쉬운일이 아니라는 것이죠.

그러면 그 값을 넣는것에 따라 어떻게 변화하길래 중요하다고 하는가?

좀 내용이 길어져서..

다음 3편에서 계속 이어서 포스팅 하겠습니다. 

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