制御|目的に適合するように対称を操作する制御装置

制御

制御(工学)とは、目的に適合するように対象のものに操作を加えることをいう。人間が自らの手で制御を行う手動制御から機械やコンピュータによって制御を行う自動制御までその定義は幅広い。また、機械や電気電子回路、コンピュータなど制御を行う装置を制御装置という。

JISによる定義

ある目的に適合するように、対象となっているものに所要の操作を加えること

制御を表す基本用語

  1. 系(システム):ある役割を果たしているような機械装置。単体および複数の構成要素の集合を示す。
  2. 入力:システムの外部からそのシステムに対して変化を引き起こす原因となる量
  3. 出力:入力に対して、外部に現れる量
  4. 信号:入力・出力の量の変化

電気制御

電気制御とは、機械に対して、機械を骨格筋肉とすれば、脳・神経に相当する要素で、それらをコントロールすることで機械を動かすことといえる。機械にモータ、センサ、バルブ、メータインターロックなど多種多様の電気要素を設置し、それぞれ回路を組み込むことで機械を動かすことができる。その動作説明や動作線図などの制御仕様を作成することを電気設計といい、電気設計でできた電気の回路を電気制御回路という。

自己保持回路

一時的な電流信号により、接点を開または閉として保持することを自己保持といい、こうした回路を自己保持回路という。

フィードバック制御とシーケンス制御

フィードバック制御は、エアコンによる室温制御のように制御対象の出力を検出し、その結果を入力側に戻すことによって調節を行う制御である。シーケンス制御は、信号機やエレベータの制御のようにあらかじめ定められた順序に従って制御の各段階を逐次進めていく制御である。

フィードバック制御

伝達関数

制御系において時間関数である入出力信号u(t),y(t)を初期条件0でラプラス変換したものの比をとったものを伝達関数という。

ブロック線図

ブロック線図とは、制御装置の系(システム)を分かりやすくブロックで表したものである。制御全体のシステムを構成している要素をブロックで表現し、システム内の信号の流れを矢印で表現する。複雑な表現もできるが、基本的には直列結合、並列結合、フィードバック結合などがある。

応答

応答とは、システムの特性を評価する方法である。応答は入力する種類によって大きく過渡応答や周波数応答に分けられる。過渡応答のうち、ステップ応答、インパルス応答、ランプ応答などがある。

プログラマブル・コントローラ

プログラマブル・コントローラとは、無接点制御回路ともいい、マイクロプロセッサでロジックを組み、 シーケンス制御を実行することである。 モニタ画面上で制御回路を組み立てるため、配線不要で変更も容易で複雑な制御ができる。メモリが高速でスキャンして論理演算をする方式で機械語に変換するプログラミングツールが必要である。

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