비례적분미분(PID) 제어기에 있어서, 선형영역 또는 포화영역으로 동작하는 구동기;플랜트의 기준값과 출력값의 오차에 대한 비례 연산을 수행하는 비례 제어기;상기 오차에 대한 미분 연산을 수행하는 미분 제어기;상기 구동기가 선형영역으로 동작하면, 상기 오차에 대한 적분 연산을 수행하는 적분 제어기;상기 구동기가 포화영역으로 동작하면, 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 예측하는 적분상태 예측기; 및상기 예측된 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 이용하여, 상기 구동기가 선형영역에 진입하기 전에 상기 적분 제어기의 초기 상태가 선형영역의 적분상태 값이 되도록 하는 적분상태 초기화 루프;를 포함하는 비례적분미분 제어기.

제1항에 있어서, 상기 적분상태 예측기는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기:여기서,는 예측된 적분 제어기의 값, ki는 적분 제어기의 이득, 는 플랜트 출력 오차의 동특성, e는 플랜트의 출력 오차, b는 기설정된 입력 상수,는 고유 시정수, v는 플랜트의 입력이다.

제1항에 있어서, 상기 적분상태 예측기는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기:여기서,는 예측된 적분 제어기의 값, ki는 적분 제어기의 이득, b는 기설정된 입력 상수, 는 플랜트 출력 오차의 동특성, v는 플랜트의 입력이다.

제1항에 있어서, 상기 적분상태 예측기는, 아래의 수학식을 이용하여, 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 출력을 예측하여, 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기: 여기서,는 예측된 적분 제어기의 출력, ki는 적분 제어기의 이득, 는 플랜트 출력 오차의 동특성, e는 플랜트의 출력 오차, b는 기설정된 입력 상수, 는 고유 시정수, v는 플랜트의 입력이다.

제1항에 있어서, 상기 적분상태 예측기는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 적분 제어기의 정상상태에서의 적분상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기:여기서,는 예측된 적분 제어기의 출력, 는 플랜트 출력 오차의 동특성, b는 기설정된 입력 상수, v는 플랜트의 입력이다.

제1항에 있어서, 상기 구동기의 입력과 상기 구동기의 출력을 비교하여 상기 구동기가 선형영역 또는 포화영역에서 동작하는지를 판단하는 비교기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기.

제6항에 있어서, 상기 비교기는, 상기 구동기의 입력과, 상기 구동기의 출력을 예측하여, 상기 구동기가 선형영역 또는 포화영역에 동작하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기.

제1항에 있어서, 상기 구동기가 선형영역에서 동작하면, 상기 오차가 상기 적분 제어기에 입력되도록 하고, 상기 구동기가 포화영역에서 동작하면, 상기 적분 제어기가 상기 적분상태 초기화 루프에 연결되도록 제어하는 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비례적분미분 제어기.