본문/내용
1. 전동화 제어 알고리즘에서 PID 제어와 Model Predictive Control(MPC)의 차이점을 설명하시오.
PID 제어는 비례, 적분, 미분의 세 가지 요소를 기반으로 하여 시스템 오차를 최소화하는 방식입니다. 간단한 설계와 구현이 가능하며 실시간 제어에 적합하지만, 비선형 또는 변수 변화가 큰 시스템에서는 성능이 떨어질 수 있습니다. 예를 들어, 전기차의 속도 제어에 사용될 때 시간 지연이나 외란이 발생하면 제어 성능이 저하되어, 속도 편차가 2km/h 이내로 유지되기 어려운 경우가 있습니다. 반면, Model Predictive Control(MPC)는 시스템 동역학 모델과 제약 조건을 고려하여 여러 시간 단계에 걸친 최적 제어 입력을 예측하여 계산합니다. 이를 통해 전동 차량의 배터리 상태, 전류, 전압 제한 등 다양한 제약 조건을 동시에 만족시키면서 성능을 향상시킬 수 있으며, 실제로 전기차의 최적화된 에너지 관리 시스템 설계에 활용되어 배터리 수명을 15% 이상 증가시키거나, 충전·방전 사이클 효율을 높이는 데 기여하는 것으로 보고되고 있습니다. 그러나 MPC는 계산량이 크고 복잡한 알고리즘이기 때문에 실시간 적용이 어려운 경우도 있으며, 고성능 하드…