디지털 제어: 샘플링, 이산화, 안티 와인드업

샘플링 주기

제어 대역폭의 10~20배로 샘플링하는 것이 경험칙입니다.

루프	대역폭	주기 예
모터 전류	~1kHz	10~20kHz (PWM과 동기)
모터 속도	~100Hz	1~2kHz
위치 / 자세	~10Hz	100Hz~1kHz
온도	~0.1Hz	1~10Hz

이산화

연속 제어기를 차분식으로 바꿉니다.

• 적분: integ += e * Ts (오일러) 또는 사다리꼴
• 미분: (e - e_prev) / Ts

Ts는 실제 주기를 써야 합니다. 주기가 흔들리면 타이머로 정확히 맞춥니다.

안티 와인드업

출력이 포화(PWM 100%)된 상태에서도 적분기가 계속 쌓이면, 오차가 줄어든 뒤에도 쌓인 적분값 때문에 한참 동안 목표를 넘어 달립니다.

• 클램핑: 출력이 포화된 방향으로는 적분을 멈춤
• 백 계산: 포화로 잘린 만큼 적분기를 되돌림

그 밖의 함정

• 계산 시간만큼 지연이 생깁니다. 측정 → 계산 → 출력 순서를 매 주기 같은 타이밍에
• 부동소수점이 없는 MCU에서는 고정소수점 스케일과 포화 처리
• 게인을 실행 중에 바꿀 때 출력이 튀지 않게(적분기 보정)