설정값

사이버네틱스 및 제어이론에서 설정값^[1] 또는 세트포인트(setpoint, SP;^[2] 또한 set point)은 필수 변수 또는 공정 변수(PV)의 목표 값이거나 제어 시스템의 공정 변수 값이며,^[3] 변수의 실제 측정값과 다를 수 있다. 이러한 변수가 설정값에서 벗어나는 것은 자동 제어를 위해 음성 되먹임을 사용하는 오류 제어 규제의 한 가지 기반이다.^[4] 설정값은 온도, 압력, 유량, 위치, 속도 또는 기타 측정 가능한 속성과 같이 제어 시스템이 규제하려고 하는 물리량 또는 매개변수일 수 있다.

PID 제어기의 맥락에서 설정값은 제어되는 공정 변수의 기준 또는 목표를 나타낸다. 이는 실제 공정 변수(PV)가 지속적으로 비교되는 벤치마크 역할을 한다. PID 제어기는 설정값과 현재 공정 변수 값의 차이를 취하여 오차 신호를 계산한다. 수학적으로 이 오차는 다음과 같이 표현된다.

e(t)=SP-PV(t),

여기서 $e(t)$ 는 주어진 시간 $t$ 에서의 오차, $SP$ 는 설정값, $PV(t)$ 는 시간 $t$ 에서의 공정 변수이다.

PID 제어기는 이 오차 신호를 사용하여 안정성을 유지하고 오버슈트를 최소화하면서 공정 변수를 설정값에 최대한 가깝게 만들기 위해 제어 출력을 조정하는 방법을 결정한다.

예시

크루즈 컨트롤

$SP-PV$ 오차는 시스템을 정상으로 되돌리는 데 사용될 수 있다. 일상적인 예는 도로 차량의 크루즈 컨트롤이다. 기울기와 같은 외부 영향으로 인해 속도 변화(PV)가 발생하고 운전자는 원하는 설정 속도(SP)를 변경한다. 자동 제어 알고리즘은 차량 엔진의 출력를 변경하여 지연이나 오버슈트 없이 최적의 방법으로 실제 속도를 원하는 속도로 복원한다. 이러한 방식으로 $SP-PV$ 오차는 PV가 SP와 같도록 PV를 제어하는 데 사용된다. $SP-PV$ 오차는 일반적으로 PID 제어기에 널리 사용된다.

산업용 애플리케이션

엔지니어링 애플리케이션에는 특별한 고려가 필요하다. 산업 시스템에서는 물리적 또는 공정 제약으로 인해 결정된 설정값이 제한될 수 있다. 예를 들어, 고온에서 더 효율적으로 작동하는 반응기는 500°C를 견딜 수 있도록 등급이 지정될 수 있다. 그러나 안전상의 이유로 반응기 온도 제어 루프의 설정값은 이 한계보다 훨씬 낮게 설정되며, 이는 반응기가 덜 효율적으로 작동하더라도 마찬가지이다.

같이 보기

각주

↑ “설정값”. 전자용어사전. 2025년 11월 26일에 확인함.
↑ B. Wayne Bequette (2003). 《Process Control: Modeling, Design, and Simulation》. Prentice Hall Professional. 5쪽. ISBN 9780133536409.
↑ An 'essential variable' is defined as "a variable that has to be kept within assigned limits to achieve a particular goal": Jan Achterbergh, Dirk Vriens (2010). 〈§2.3 Cybernetics: Effective methods for the control of complex systems〉. 《Organizations: Social Systems Conducting Experiment》. Springer Science & Business Media. 47쪽. ISBN 9783642143168.
↑ W. Ross Ashby (1957). 〈Chapter 12: The error-controlled regulator〉. 《Introduction to cybernetics》 (PDF). Chapman & Hall Ltd.; Internet (1999). 219–243쪽.

[1] “설정값”. 전자용어사전. 2025년 11월 26일에 확인함.

[Bequette-2] B. Wayne Bequette (2003). 《Process Control: Modeling, Design, and Simulation》. Prentice Hall Professional. 5쪽. ISBN 9780133536409.

[Achterbergh-3] An 'essential variable' is defined as "a variable that has to be kept within assigned limits to achieve a particular goal": Jan Achterbergh, Dirk Vriens (2010). 〈§2.3 Cybernetics: Effective methods for the control of complex systems〉. 《Organizations: Social Systems Conducting Experiment》. Springer Science & Business Media. 47쪽. ISBN 9783642143168.

[Ashby-4] W. Ross Ashby (1957). 〈Chapter 12: The error-controlled regulator〉. 《Introduction to cybernetics》 (PDF). Chapman & Hall Ltd.; Internet (1999). 219–243쪽.

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