우리가 매일 사용하는 에어컨의 온도조절, 자동차의 크루즈컨트롤, 엘리베이터의 정확한 층 도착까지 모든 것이 자동제어 시스템의 결과물이다. 이 책은 한국 고등학생들이 대학에서 배우게 될 자동제어 분야의 핵심 개념들을 일상의 사례를 통해 체계적으로 소개한다. 복잡해 보이는 수학적 이론들을 실제 우리 주변에서 볼 수 있는 구체적인 예시와 함께 설명하여, 추상적인 개념을 직관적으로 이해할 수 있도록 구성했다. 25개의 장을 통해 자동제어의 기본 원리부터 최신 인공지능 기반 제어까지 현대 공학의 핵심 영역을 망라하고 있다.

책은 자동제어 시스템의 기본 개념과 피드백 원리 설명으로 시작하여, 라플라스 변환과 전달함수 같은 수학적 도구들을 차근차근 소개한다. 블록다이어그램을 통한 시스템 표현법과 시간영역에서의 시스템 응답 분석, 안정성 판별을 위한 다양한 방법들을 실제 제어시스템 설계에 어떻게 활용하는지 보여준다. 근궤적법과 주파수 응답 해석 기법들은 복잡한 수식보다는 물리적 의미와 실용적 활용에 중점을 두어 설명했다. 각 이론적 개념마다 산업현장에서 실제로 사용되는 사례들을 함께 제시하여 학습한 내용이 어떻게 현실에 적용되는지 명확하게 보여준다.

전통적인 고전제어 이론에서 시작하여 PID 제어기의 실용적 설계법까지 다룬 후, 상태공간 모델링과 현대제어 이론의 핵심 개념들로 확장해 나간다. 가제어성과 가관측성 개념을 통한 시스템 분석법, 상태피드백과 관측기 설계 방법론, 최적제어와 적응제어의 고급 기법들을 체계적으로 소개한다. 로버스트 제어를 통한 불확실성 대응 방법과 컴퓨터 제어시스템의 실제 구현 과정도 상세히 다룬다. 디지털 제어를 위한 샘플링과 Z변환 이론, 비선형 시스템 해석까지 포함하여 자동제어 분야의 전체적인 맥락을 이해할 수 있도록 구성했다.

마지막 장에서는 자율주행차, 드론, 스마트팩토리 등 4차 산업혁명 시대의 핵심 기술들이 어떻게 자동제어 원리 위에 구축되어 있는지 보여준다. 인공지능과 머신러닝이 기존 제어 이론과 어떻게 융합되어 지능형 제어 시스템을 만들어내는지, IoT와 네트워크 기술이 제어시스템에 어떤 새로운 가능성을 열어주는지 탐구한다. 이 책을 통해 독자들은 단순히 이론을 암기하는 것이 아니라, 현대 기술 문명의 기반이 되는 자동제어의 원리를 깊이 이해하고 미래 기술 발전 방향을 전망할 수 있는 안목을 기를 수 있다.

* 이 책은 (주)GAI 시스템의 AI 기반 원고 교정 시스템 기술을 활용하여 교정 및 편집 보조 과정을 거쳤으며, 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.