PowerPoint プレゼンテーション

1 序論
1.1 制御とは
制御
コントロール(control)
制御: 制し御すること.相手方をおさえて
自分の意思のままに動かしてゆくこと
(広辞苑 )
Control: contra (= against) + rotulus (= roll)
対象とする物(またはシステム)を
自分の思うように操る
1
航空・宇宙
スペースシャトル
2
航空・宇宙
ALFLEX (小形自動着陸実験機)
3
ロボット
ASIMO(HONDA)
QRIO(SONY)
HOAP-3(富士通研究所)
PINO
(科学技術振興事業団) 4
部屋の自動温度調節
設定温度
熱量
比較
エアコン
室温
部屋
センサ
図 1.1 部屋の自動温度調節
5
オートパイロット
目標の
進行方向
操舵角
比較
コントローラ
進行方向
船舶
センサ
6
自動車の自動追尾
7
天体望遠鏡
ハッブル宇宙望遠鏡
8
ハードディスクドライブ
9
種々の対象システムから,制御に関連する特性を数学的
モデルという形で抽出し,このモデルに基づいてシステム
の挙動を解析し,制御系の設計理論を組み立てる.
対象システム 1
対象システム 2
数学的モデル
システム解析
制御系設計
対象システムn
制御工学
図 1.5 個々のシステムと制御目的
10
第 1 章 : 序論
1.1 制御とは
キーワード :
制御(コントロール),システム
1.2 制御系の標準的構成と制御目的
キーワード :
フィードフォワード,フィードバック
1.3 フィードバック制御の利点と課題
キーワード :
フィードバック制御の利点
学習目標 : 「制御」の重要性を理解する.また.フィード
バック制御の利点を理解する.
11
1 序論
1.2 制御の構成と制御目的
システムの表し方
ブロック線図
[例]
外乱
(外乱)
入力
出力
制御対象
室温機
からの熱
(操作量)
外気温
日照
など
温度
部屋
(制御量)
図 1.6 制御対象のブロック 線図表現
12
フィードバック
コントローラ(制御器)
外乱
目標値
目標値と制御量の比較
偏差というオンライン情報
に基づき処理
制御量
操作量
制御器
制御対象
センサ
図 1.7 フィードバック制御系
フィードフォワード
コントローラ(制御器)
対象の特性が分かって
いれば,逆算
外乱
目標値
制御量
操作量
制御器
制御対象
図 1.8 フィードフォワード制御系
13
フィードバック制御の利点
• 制御対象の安定化
• 目標値追従
• 外乱の影響の抑制
• 特性変動による影響の抑制
14
自動制御
担当教員:藤田政之 教授
開講期:通年 単位数:2単位
区分: 必修
教科書:杉江俊治, 藤田政之,
「フィードバック制御入門」, コロナ社, 1999
参考書: 大須賀公一, 足立修一,
「システム制御へのアプローチ」, コロナ社, 1999
示村悦二郎,
「自動制御とは何か」, コロナ社, 1990
15
成績評価:小テスト(20%)レポート(20%)
中間試験(30%), 期末試験(30%)
Office Hour:月曜日 (16:50~18:00) 電気環境棟3F 河合教員室
URL:http://k-lab.e.ishikawa-nct.ac.jp/
E-mail:[email protected]
16
1 序論
1.3 フィードバック制御の利点と課題
[ 例 ] 水中ビークル
• モータに加える電流 [A] に
比例した速度
[m/s]
( 電流
[A] に対して,速度
• 進行方向と反対向きに
• 目標速度
[m/s] が出るとする )
[m/s]の速度の水流
[m/s]
17
フィードフォワード
と選ぶ
に
2 の逆数
を代入
のとき,
18
フィードバック
大
のとき
とすると
19
[ 外乱 ]
目標値:
フィードフォワード
のとき
外乱:
フィードバック
のとき
目標値から 40 % のずれ
目標値からの誤差が 1 % 以内
20
[ 特性変動 ] 特性が 30 % 劣化:
( 電流 1 [A] に対して,速度 1.4 [m/s]に劣化 )
フィードフォワード
のとき
フィードバック
のとき
目標値から 30 % のずれ
目標値からの誤差が 1 % 以内
21
フィードバック制御の利点
• 制御対象の安定化
• 目標値追従
• 外乱の影響の抑制
• 特性変動による影響の抑制
22
第 1 章 : 序論
1.1 制御とは
キーワード :
制御(コントロール),システム
1.2 制御系の標準的構成と制御目的
キーワード :
フィードフォワード,フィードバック
1.3 フィードバック制御の利点と課題
キーワード :
フィードバック制御の利点
学習目標 : 「制御」の重要性を理解する.また.フィード
バック制御の利点を理解する.
23