制御工学
制御工学は、動的システムの数学的モデリングに焦点を当てた工学分野であり、制御理論を用いて、システムを何らかの所望の方法で動作させるコントローラを作成するために使用されます。現代の制御工学は、電気、電子、およびコンピュータ工学と密接に関連しています。工学が発展し続ける中で、制御工学はしばしば求められています。
制御技術者が制御システムを設計する際には、ほとんどの場合、フィードバックを利用しています。例えば、セイル制御の自動車では、機械の速度を連続的にチェックしてシステムにフィードバックし、その場でモーターの回転力を調整しています。最近では、ナノテクノロジーの分野でも制御システムが使われています。化学工学では、制御工学はプロセス制御と呼ばれています。科学、金融、そして人間の行動の多くの進歩は、制御工学に起因しています。
多くの制御システムはフィードバックに依存しています。しかし、フィードバックなしで動作する制御システムもあります。このようなシステムは、オープンループ制御として知られています。オープンループ制御装置は、非フィードバック制御装置とも呼ばれ、モデルとシステムに供給される入力信号のみに依存します。オープンループ制御の例としては、あらかじめプログラムされたサイクルを実行することで動作する洗濯機がありますが、重要なことに、機械をオンザフライで調整するためにバレルの速度や水量の測定値に頼らないことが挙げられます。
質問と回答
Q:制御工学とは何ですか?
A:制御工学とは、力学系の数理モデル化に焦点を当て、制御理論を用いて、力学系に一定の振る舞いをさせることができるコントローラを設計する工学分野である。
Q: 制御工学と関係の深い分野は?
A:現代の制御工学は、電気・電子・コンピュータ工学と密接に関連しています。
Q: 制御工学におけるフィードバックとは何ですか?
A:フィードバックとは、制御工学において、制御システムを設計する際によく用いられる手法で、システムの出力を継続的にチェックし、その結果をシステムにフィードバックして調整することです。
Q: セイルコントロールを搭載した自動車では、フィードバックはどのように使われているのですか?
A:セイルコントロールを搭載した自動車では、機械の回転数を継続的にチェックしてシステムにフィードバックし、モーターの回転力をその場で調整します。
Q: オープンループ制御とは何ですか?
A: オープンループ制御システムとは、フィードバックなしで動作する制御システムのことです。モデルとシステムに供給される入力信号のみに依存します。
Q: オープンループ制御システムの例を教えてください。
A: 洗濯機は、あらかじめプログラムされたサイクルを実行することで動作し、樽の速度や水量の測定に頼らず、その場で洗濯機を調整するため、オープンループ制御システムの一例です。
Q: 化学工学におけるプロセス制御とは何ですか?
A: 化学工学では、制御工学をプロセス制御と呼んでいます。
