공정 지연시간 (dead time)
한 줄 정의: 공정 입력이 바뀐 뒤 출력에 변화가 나타나기 시작할 때까지 걸리는 순수 지연 시간입니다.
쉽게 풀면
긴 배관 끝에서 온도를 잰다면, 가열기 출력을 올려도 뜨거운 유체가 센서에 닿을 때까지는 아무 변화가 없습니다. 이 '아무 일도 안 일어나는 시간'이 공정 지연시간입니다.
왜 중요한가
지연시간이 길수록 피드백 제어가 늦게 반응해 진동이나 불안정이 생기기 쉽습니다. PID 튜닝 규칙과 스미스 예측기 같은 보상 기법이 모두 지연시간을 핵심 변수로 다룹니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"계단 응답 시험으로 추정한 1차 지연+지연시간(FOPDT) 모델의 지연시간은 45초였다."
공정 모델 식별 결과를 보고한 예입니다.
조금 더 깊게 보면
전달함수로는 e^(−θs)로 표현하며, θ/τ(지연시간/시정수) 비가 클수록 제어가 어렵습니다. 수송 지연, 분석기 샘플링 지연, 고차 공정의 근사 지연 등이 원인입니다. 파데 근사로 유리함수화해 해석하기도 합니다.
주의할 점
전력전자의 데드타임 보상은 인버터 스위칭 공백을 보정하는 것이라 전혀 다른 개념입니다. 지연시간과 시정수(1차 지연)는 응답 모양이 다르므로 구분해야 합니다.