制御系の表し方
制御工学では制御対象のシステムをブロック線図で表現します。ブロック線図とは下図のように制御系に登場する各要素をブロックで表し、ブロックとブロックを矢印でで繋いだ図です。
ブロック線図に登場する用語を下表にまとめました。
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 制御対象 | 制御したい対象 |
| 制御器 | 制御をおこなう機器 |
| 目標値 | 制御したい物理量の目標 |
| 制御量 | 制御したい物理量 |
| 操作量 | 制御対象に与える物理量 |
| 外乱 | 人為的に操作できないもの |
ブロック線図の具体例
ブロック線図の具体例を2つ紹介します。
例① エアコン
エアコンの場合、制御対象は部屋、制御器はエアコン、目標値は設定室温(例: 28度など)、制御量は室温、操作量はエアコンから出る冷風や温風の強弱、外乱は部屋の外の温度などとなります。
| 用語 | 具体例 |
|---|---|
| 制御対象 | 部屋 |
| 制御器 | エアコン |
| 目標値 | 設定室温 |
| 制御量 | 室温 |
| 操作量 | 冷風/温風の強弱 |
| 外乱 | 部屋の外の温度など |
例② 自動車の自動運転
自動車の自動運転の場合、制御対象は自動車、制御器は車載コントローラー、目標値は目標とする経路、制御量は現在位置、操作量はアクセル/ブレーキ/ハンドル、外乱は地面の凹凸や地面の傾きや風などになります。
| 用語 | 具体例 |
|---|---|
| 制御対象 | 自動車 |
| 制御器 | ECU(コントローラー) |
| 目標値 | 目標経路 |
| 制御量 | 現在位置 |
| 操作量 | アクセル、ブレーキ、ハンドル |
| 外乱 | 地面の凹凸、傾き、風など |