制御に関する理論
制御とは「ある目的に適合するよう対象となっているものに所要の操作を加えるもの」、望みどおりにならないことを望むとおりにしようとすることです。制御は目標値を目指します。
制御を図で表すと以下のようになります。
制御の種類
- シーケンス制御
- あらかじめ定められた順序に従う制御
(信号機、家庭電化製品など) - フィードバック制御
- 状態を計測しながら、訂正のための動作を加えて、目的の状態に近づけていく制御
(温室の暖房や換気、最近のエアコンなど) - フィードフォワード制御
- 制御の結果とは無関係な情報を元に、制御量を決めて制御
(お風呂の自動止水など)
フィードバック制御とフィードフォワード制御の違い
システムからの出力を計測して制御量を計算するのがフィードバック。
システムへの入力を計測して制御量を計算するのがフィードフォワード。
例え)
チャーハンを作る時、○人分だからコショウや塩はこれくらいの量と思って、かけるのがフィードフォワード。ちょっとずつ味見をしながらかけていくのがフィードバック。
制御の仕組み
- アクチュエータ
- 入力されたエネルギーを物理的な運動へと変換する機構のこと。コンピュータの関連では特にハードディスクの磁気ヘッド部分を動作させる機構を指すことが多い。
- センサ
- 電圧や温度、光などの変化を検出して計測する機器。
【制御】