機械・制御

2017.10.24

この記事での学習内容基本情報応用情報

代表的な機械電子制御の実現方法について，その構造や動作原理，各部の働きを理解する。

用語例：オープンループ制御，クローズドループ制御，シーケンス制御，フィードバック制御，PWM（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御

制御とは、計測によって得られた入力値を元に、出力値を調整することです。

入力や出力に使われるものは、電圧、電流、圧力、温度、音量、音程などアナログ信号が使われます。

これに対して、入力された値をコンピュータ処理する際には、デジタル信号で扱われますので、必要に応じてA/D変換、D/A変換が行われます。

クローズドループ制御とは、機械を電子制御する方式の一種で、対象を操作して、対象が変化した状態を確認して操作を調整する方式です。

クローズドループ制御の例としては、電気ポットがあります。水を加熱して、所定の温度になったら加熱を止めます。

フィードバック制御とは、制御した結果を常に監視して、目標値と比較し、次の制御に反映させる制御方法です。フィードバックとは、ある出力・結果を差し戻して反映させるという意味です。

シーケンス制御とは、あらかじめ定められた順序又は手続きに従って制御の各段階を逐次進めていく電子制御です。シーケンス制御の例には洗濯機があります。洗濯をして、すすぎをして、脱水をします。

オープンループ制御とは、制御量の入力値のみを計算する制御方法です。測定値によるフィードバックはせず、外的要因などは一切考慮しません。あらかじめ決められた手順や時間のみで制御する場合に適します。

フィードフォワード制御とは、外的要因が出ないように必要な反映を行う制御方法です。影響が現れる前に必要な修正を行います。探知機（センサ）を使用することなく、使用機器の精度に頼ります。また外的要因に対して適切な制御を行えるとは限りません。

パルス幅変調（Pulse Width Modulation：PWM）とは、パルスの幅を変化させて信号を伝送する方式の変調です。この信号によって機械ので夏や電流を制御します。PWMは空調機などの制御に用いられます。