개루프와 폐루프: 피드백이 하는 일

개루프

"PWM 60%를 주면 대략 3000rpm"처럼 입력만 정하고 결과는 확인하지 않습니다. 단순하고 싸지만 부하가 걸리거나 배터리 전압이 떨어지면 속도가 그대로 떨어집니다. 스텝 모터 위치 제어, 토스터 타이머가 개루프입니다.

폐루프

센서로 실제 속도를 재서 목표와의 차이(오차)를 계산하고, 그 오차를 줄이는 방향으로 입력을 바꿉니다.

목표 → (+) → 제어기 → 플랜트(모터) → 출력
        ↑(-)                         │
        └──────── 센서 ←──────────────┘

피드백이 주는 것과 대가

얻는 것	대가
외란(부하 변화)에 강함	센서가 필요
플랜트 특성이 조금 달라도 목표 유지	잘못 튜닝하면 진동, 발산
응답을 빠르게 만들 수 있음	센서 노이즈가 출력에 섞임

임베디드에서는

제어 루프는 결국 정해진 주기로 도는 코드입니다. 센서 읽기 → 오차 계산 → 제어기 → 출력 갱신을 매 주기 반복합니다. 주기가 흔들리면 제어 성능도 흔들리므로 타이머 인터럽트나 우선순위 높은 태스크에서 돌립니다.