히스테리시스(Hysteresis)

히스테리시스(Hysteresis)란?

히스테리시스란 시스템이나 장치에서 입력 값이 변할 때, 그 입력 값의 변화에 따라 출력 값이 단일한 경로로만 변화하지 않고, 이전 상태에 따라 다르게 반응하여 변화하는 현상을 말한다.

히스테리시스는 물리학, 전자공학, 제어공학, 자동차 엔지니어링 등 다양한 분야에서 중요한 개념으로 사용된다. 특히 제어 시스템에서도 유용하게 사용되며, 특히 입력 값이 임계값을 넘을 때 시스템이 특정 동작을 수행하도록 설계될 때 중요하다. 이러한 특성은 진동이나 불안정성을 줄이고 원하는 안정성과 민감도를 제어하는 데 도움이 된다.

스위치의 동작을 생각해보면 히스테리시스 효과를 이해하는 데 도움이 된다. 예를 들어, 스위치의 상태가 변경되는 입력 값이 특정 임계값을 넘어가면 스위치가 켜지거나 꺼지는 프로그램이 있다고 했을때 이전 상태에 따라 동일한 임계값을 가지더라도 스위치가 켜지거나 꺼지는 시점이 달라지도록 하여 소프트웨어의 작동을 부드럽게 할 수 있다.

자동차에서의 예시

여러 소프트웨어나 제어 시스템에서 이러한 히스테리시스 기능은 일종의 안정성을 제공하여 불안정한 조건에서의 불필요한 오버랩이나 진동을 방지한다. 어떤 기능의 경우 요구사항에서 50km/h ~ 100km/h 사이 구간에서 작동을 한다고 했을때 45km/h에서는 기능이 꺼지고, 50km/h에서는 기능이 켜지도록 또는 105km/h가 넘으면 기능이 꺼지고, 100km/h보다 낮아지면 다시 기능이 켜질 수 있도록 히스테리시스를 적용할 수 있다.