制御システム-はじめに

制御システムは、出力を制御することによって目的の応答を提供するシステムです。次の図は、制御システムの簡単なブロック図を示しています。

ここでは、制御システムは単一のブロックで表されます。出力はさまざまな入力によって制御されるため、制御システムはこの名前になりました。この入力を何らかのメカニズムで変化させます。開ループおよび閉ループ制御システムに関する次のセクションでは、制御システム内のブロックと、目的の応答を得るためにこの入力を変更する方法について詳しく説明します。

Examples −信号制御システム、洗濯機

Traffic lights control system制御システムの例です。ここでは、一連の入力信号がこの制御システムに適用され、出力は一定期間点灯する3つのライトの1つです。この間、他の2つのライトは消灯します。特定のジャンクションでの交通調査に基づいて、ライトのオンとオフの時間を決定できます。したがって、入力信号が出力を制御します。したがって、信号制御システムは時間ベースで動作します。

制御システムの分類

いくつかのパラメータに基づいて、制御システムを次の方法に分類できます。

連続時間および離散時間制御システム

制御システムは、に基づいて連続時間制御システムと離散時間制御システムに分類できます。 type of the signal 中古。
に continuous time制御システムでは、すべての信号が時間的に連続しています。しかし、discrete time 制御システムには、1つ以上の離散時間信号が存在します。

SISOおよびMIMO制御システム

制御システムは、SISO制御システムとMIMO制御システムに基づいて分類できます。 number of inputs and outputs 現在。
SISO（単一入力および単一出力）制御システムには、1つの入力と1つの出力があります。一方、MIMO （複数の入力と複数の出力）制御システムには、複数の入力と複数の出力があります。

開ループおよび閉ループ制御システム

制御システムは、に基づいて開ループ制御システムと閉ループ制御システムに分類できます。 feedback path。

に open loop control systems、出力は入力にフィードバックされません。したがって、制御アクションは目的の出力とは無関係です。

次の図は、開ループ制御システムのブロック図を示しています。

ここでは、入力がコントローラに適用され、それが作動信号または制御信号を生成します。この信号は、制御対象のプラントまたはプロセスへの入力として提供されます。したがって、プラントは制御された出力を生成します。先に説明した信号制御システムは、開ループ制御システムの一例です。

に closed loop control systems、出力は入力にフィードバックされます。したがって、制御アクションは目的の出力に依存します。

次の図は、負帰還閉ループ制御システムのブロック図を示しています。

エラー検出器は、入力信号とフィードバック信号の差であるエラー信号を生成します。このフィードバック信号は、システム全体の出力をこのブロックへの入力と見なすことにより、ブロック（フィードバック要素）から取得されます。直接入力の代わりに、エラー信号がコントローラーへの入力として適用されます。

したがって、コントローラーはプラントを制御する作動信号を生成します。この組み合わせでは、制御システムの出力は、目的の応答が得られるまで自動的に調整されます。したがって、閉ループ制御システムは自動制御システムとも呼ばれます。入力にセンサーを備えた信号機制御システムは、閉ループ制御システムの一例です。

開ループ制御システムと閉ループ制御システムの違いを次の表に示します。

開ループ制御システム	閉ループ制御システム
制御アクションは、目的の出力とは無関係です。	制御アクションは、目的の出力に依存します。
フィードバックパスが存在しません。	フィードバックパスが存在します。
これらは、 non-feedback control systems。	これらは、 feedback control systems。
設計が簡単。	設計が難しい。
これらは経済的です。	これらはコストがかかります。
不正確。	正確。