제어 시스템은 자동제어의 개념과 밀접한 관계를 가진다. 제어 시스템은 2가지 기본
형태인 피드포워드(feedforward)와 되먹임 시스템에는 고전적인 원형이 있다. 1801년
프랑스의 J.M.자카르가 발명한 직조기는 피드포워드의 대표적인 예이다. 그리고
19세기에 발명된 많은 기계 도구에서 이와 유사한 피드포워드 제어가 채용되었다.
공정에서 추출된 정보가 기계의 작동을 수정할 때 이용되는 되먹임 시스템 제어는
이보다 더욱 오래된 역사를 가지고 있다.
BC 300년부터 BC 1년 사이에 그리스에서 개발된 부표 조정기 메커니즘은 되먹임
시스템 제어를 처음으로 적용한 것이다. 현재 유럽에서 발명된 되먹임 시스템은
네덜란드의 C.J.드레벨이 발명한 온도조정기였으며, 1681년에는 D.패핀이 최초의
증기 보일러 압력 조정기를 발명하였다. 산업 공정에서 사용된 첫번째 자동 되먹임
시스템 제어기는 증기기관의 속도 제어를 위하여 1769년에 개발된 제임스 와트의
비구조속기이다. 제어 시스템에 대한 최초의 이론적인 해석은 와트의 조속기에 대한
미분방정식을 제안한 것인데, 19세기에 영국의 물리학자 제임스 맥스웰이
발표하였다.
1930년대에는 장거리 전화 증폭기의 전기적 되먹임 시스템과 서보기구에 대한
일반적인 이론이 개발되었다. 서보기구를 사용함으로써 소량의 전력으로 다량의
전력을 제어하고 자동보정이 가능하게 되었다. 이어 석유화학 산업의 초기 자동화
시스템 개발에 기초가 되었던 공기식 조절기와 아날로그 컴퓨터가 나타났다.
자동제어 이론 및 실제에 대한 큰 자극은 자동비행 조정, 총기 조준 시스템, 레이더
안테나 제어 시스템 및 되먹임 시스템 제어 방식에 기초한 다른 군사적 시스템들의
설계 및 제작이 필요했던 제2차 세계대전 때 발생하였다.
1950년대에는 제어 요소로 아날로그 및 디지털 컴퓨터의 사용이 가능하게 되어
이전에는 유용할 수 없었던 빠르고 정확한 계산 능력을 가지게 되었다. 특히
스푸트니크호와 우주시대의 도래는 제어공학의 또 다른 새로운 계기가 되었다.
미사일과 우주 탐사 위성을 위한 복잡하고 더욱 정밀한 제어 시스템의 설계가
필요하게 되었다. 더욱이 인공위성의 무게를 최소화하며, 그것을 정확하게 제어하는
필요성은 최적 제어라는 중요한 분야를 낳게 되었다. 지금은 최적 제어의 새로운
이론이 계속 개발됨에 따라, 제어 시스템의 해석과 설계에서 제어공학은 시간
영역법과 주파수 영역법을 동시에 고려해야 되었다.
이런 발전의 역사를 가져온 제어 시스템은 제어하는 양의 값을 일정하게 유지하거나
미리 정해진 방법대로 변하게도 한다. 제어 시스템은 전기적 ·기계적 방법, 유체의
압력 등 이들의 복합된 방법으로 작동한다. 최근 제어 시스템은 현대문명과 기술의
발전과 진보에 따라 그 역할이 증가되고 있다. 실제로는 활동의 모든 면이 제어
시스템의 어떤 형태에 따라 영향을 받는다. 예를 들면, 가정에서 난방과 공기조절
시스템의 자동제어가 안락한 생활을 위한 가정과 건물의 온도와 습도를 조정한다.
뿐만 아니라 제어 시스템은 생산품의 품질관리, 자동일관작업, 공작기계제어,
우주기술과 병기 시스템, 컴퓨터 제어, 수송 시스템, 전력 시스템, 로보트 등과 같은
산업의 모든 분야에서 찾아볼 수 있다. 재고관리, 사회와 경제 시스템 제어 같은
문제들까지도 자동제어 이론으로부터 접근해 나갈 수 있다.
요약
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