制御とは
ある目的に適合するように、対象となるものに所要の操作を加えることを制御と呼びます。制御では、制御システムの構成や振る舞いをモデル化して解析や最適化を行います。制御システムには、静的システムと動的システムがあります。
静的システム
現在加えた入力によって瞬時に出力が決まるシステムです。入力と出力の関係は、代数方程式で表されます。
動的システム
現在の出力値は、過去の入力に依存します。システムへの入力と出力の関係は、微分方程式で表されます。例えば、エアコンの室温を一定に保つ機能や、お風呂のお湯の温度を一定に保つ機能は動的システムです。
制御方式
制御の方式にはフィードバック制度とフィードフォワード制御があります。
フィードバック制御
フィードバック制御
制御対象の変位や速度などの連続量を一定の値に維持し、目標値に近づける制御方式です。図のように自分自身の出力結果が入力され、操作に影響を与えます。閉ループ制御系（クローズドループ制御系）です。
- 制御対象: 制御する対象。室温や風呂の浴槽温度。
- 操作部: 制御対象を調節する部分
- 調節部: 制御偏差を小さくするように操作部に信号を出す
- 検出部: 変化を検出する部分
フィードフォワード制御
フィードフォワード制御
あらかじめ計算された通りに制御する方式です。フィードバック制御は外乱の影響が現れてから制御を行いますが、フィードフォワードでは予め決められた通りに修正指示を行うことができます。開ループ制御系（オープンループ制御系）です。