주파수 응답과 보드 선도
사인파를 넣었을 때 출력의 크기와 위상이 주파수에 따라 어떻게 변하는지 그린 그래프. 위상 여유와 이득 여유로 안정성을 판단합니다.
보드 선도
가로축은 주파수(로그), 세로축은 두 개입니다.
- 크기 (dB): 출력/입력 비. 20dB = 10배, 0dB = 1배
- 위상 (°): 출력이 입력보다 얼마나 늦는가
안정 여유
개루프 L(s) = C·P의 보드 선도에서
| 지표 | 읽는 곳 | 의미 | 목표 |
|---|---|---|---|
| 위상 여유 | 크기가 0dB인 주파수에서 위상 + 180° | 지연이 더 생겨도 버틸 여유 | 45~60° |
| 이득 여유 | 위상이 -180°인 주파수에서 크기의 부호 반대 | 게인이 더 커져도 버틸 여유 | 6dB 이상 |
위상 여유가 작으면 계단 응답에서 오버슈트와 출렁임이 커집니다. 대략 위상 여유 45°면 오버슈트 20% 안팎입니다.
대역폭
폐루프 크기가 -3dB로 떨어지는 주파수입니다. "얼마나 빠른 목표 변화까지 따라갈 수 있는가"를 나타냅니다. 전류 루프 대역폭은 보통 속도 루프의 5~10배로 잡습니다.
측정
시뮬레이션 외에도, 실제 시스템에 작은 사인파 목표를 여러 주파수로 넣고 출력을 기록하면 보드 선도를 실측할 수 있습니다. 모터 드라이버 튜닝 도구의 주파수 응답 기능이 이 방식입니다.